現在、いくつかの基本的な量子力学を学ぼうとしていますが、少し混乱しています。ウィキペディアでは、光子を光の量子として定義しています。これは、ある種の波束としてさらに説明されています。 。
光の量子とは正確には何ですか？
より正確には、光の量子は特定の数の光の波長（「1量子=正弦波の単一周期」のようなもの）を意味するのでしょうか、それとも概念ですか？波長とはまったく関係ありませんか？言い換えれば、単一のクォンタムはいくらですか？
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フォトンとは正確には何ですか？
@peterh冗談ですか？ 新しい質問をこの質問の複製として'開いたままにすることに投票し、'投票します。新しいものの複製としてこれを閉じる？
回答
2つあります量子論では通常、「量子」という言葉に付けられた意味で、口語と技術の1つです。
ご存知のように、電磁放射は波と粒子の両方に特徴的な方法で動作します。専門家でない人にとっては、粒子は波の「単位」であると考えるのは簡単です。「量子」は何かの単位を意味するため、この単語は「粒子」に関連付けられています。しかし実際には、粒子の概念は正確に定義されていません。人々が光の粒子について話すとき、彼らがおそらく意味することに関連する電磁界は、波束として説明することができます。これは、空間のある小さな領域に局在する電磁波と考えることができます。たとえば、次のようになります。
もちろん、これは単なる例です。波束はあらゆる種類の形状を持つことができます。
「量子」のより正確で技術的な意味は、フーリエ分解と関係があります。ご存知かもしれませんが、任意の関数は正弦波（または複素指数）の合計に分解できます。
$$ f（x）\ propto \ int e ^ {ikx} \ tilde f（k） \ mathrm {d} k $$
任意の運動量$ k $について、振幅$ \ tilde f（k）$は、その周波数の正弦波の波全体への寄与を表します。さて、古典的には、各$ k $での$ [\ tilde f（k）] ^ 2 $の値は、光のエネルギーへの誠実な貢献を表しています。しかし、量子論を量子化する仮定は、$ [\ tilde f（k）] ^ 2 $は、代わりに、その周波数から来る光のエネルギーへの寄与があるという確率を表すということです。任意の周波数から得られる実際の寄与は、特定の値のセットの1つにすぎません。これは、ある単位$ \ hbar c / k $の整数倍です。 「量子」はそのエネルギーの単位を表す言葉です。
答え
光の量子は、次のことができる光の粒子です。消えて、そのエネルギーを原子または粒子システムに与えるか、または現れて、粒子または原子システムからエネルギーを奪います。波長$ \ lambda $の光の量子は、その波長の電磁波に蓄積できるエネルギーの最小量であり、プランク定数のh倍の周波数です。光子はどのコンクリートの波にも関係していません。ちなみに、古典的な波は、コヒーレントな多数の光子の重ね合わせです。
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光子が何であるかを理解するのに役立つかもしれない一言：「光の波長」は、プランクモデルの助けを借りて計算された単なる理論値のようです。実験で実際に測定できるのは、波長ではなく、光子の運動量/エネルギーです。たとえば、光子の「色」はその運動量によって完全に決定されます。
回答
役立つことがいくつかあります。
すべて 波動粒子の二重性があります（私たちも）。この「効果」は、電子のような単一粒子のスケール（微視的/素粒子スケール）に限定されません。量子力学の対応原理により、これらの量子現象は巨視的なスケールにマッピングされます（これは私たちが存在する世界のスケールとして大まかに考えることができます）。
あなたの質問への答えに近づく：
光（または一般にEM放射）は波として空間を伝播しますが、と呼ばれる粒子として物質と相互作用します。フォトン。光電効果はこれを実験的に示し（実際には偶然に）、1905年にアインシュタインがその証拠を提供しました。 Louis de Broglie は、実際、波が粒子として振る舞うことができれば、粒子は波として振る舞うことができることを示しています。
光の量子とは正確には何ですか？
ウェーブパケットの説明については、すでに詳細に説明されているため、何も言いません。別の答えでは。
しかし、光の量子は、光の光子が持つことができる離散的な量のエネルギーと考えられることがよくあります。つまり、エネルギーは量子化され、もはや連続的ではありません。したがって、光子はそれ自体がエネルギー量子を持っています。