エネルギーの循環・宇宙の輪廻の考察でプランク定数について述べました。
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一つの炭素原子のエネルギーを波長3000Åの光の1秒間の振動数で割ったということは、1秒間に振動するうちの1振動(1回転)した時のエネルギーという解釈をしました。
E=hν
エネルギーはプランク定数に振動数をかけることで算出されます。エネルギーと振動数の関係を述べました。
次にアインシュタインのエネルギー式を検討してみます。
E/C^2の式ですがエネルギーを光速の2乗で割っています。2乗は面積でありエネルギーをあらわしています。それが質量であり、エネルギーは質量×光速の二乗であるという関係式です。
エネルギーを光速の二乗で割っていますが、これはどのような意味に解釈すればよいのでしょうか。
光(電磁波)は波動であり一定の振動数をもっています。
光の速度は1秒間に
です。
エネルギーを光速の二乗で割ったものが質量(m)であり、光は1秒間に一定の有限の距離を進みます。ということは質量とは、一定の距離(長さ)を持つ振動であると自分は考えます。
例えば短い紐が、1秒間にすごい回数、振動をするならば、観測者からは、波動としての性質は潜在化されて粒子としての性質を観測するのではないでしょうか。
元々は波動ではありますが、有限の長さを有する紐の振動数が高いために、粒子としての性質が顕在化されるのではないかと考えます。
ここでいう粒子性とは、はじめから粒として固定的なものがあるわけではなく、粒子としての性質をあらわすという意味です。
これは光電効果としても観測されます。
光電効果は、物体に光を照射したとき、物体の表面から電子を放出したり、物体内部で電子が移動して電流が流れたり、起電力を生じたりする現象を言います。それぞれの物質に特有の限界波長があり、それより短い波長でなければ光電効果は起こりません。短い波長(振動数が高い)でないと起きないと説明されています。
波長が短い(振動数が高い)光を物体に照射すると、玉突きのように電子が放出されるということは、高い振動数は粒子としての性質を顕在化されるのではないかと考えられます。
また、素粒子の質量はどのように測定するのでしょうか。
素粒子の質量の単位はeV(electronvolt)です。
電気素量eをもつ粒子が真空中で1Vの電位差で加速されたときに得るエネルギー 物理小事典
とあります。
1個の電子が真空中で電位差1ボルトの2点間を運動するときに得る運動エネルギーです。
電位差1Vのとき、電子の得る運動エネルギーは1 eVとなり2Vのときは2 eVになります。
eVとVの実数値は同じです。
hをVで表現したい時は、h=4.1357×10^(-15) eV h=4.1357×10^(-15) Vとしてあつかうことができます。
素粒子の質量であるeVの単位をVと見立てて、プランク定数h=4.1357×10^(-15) V一回転あたりの電圧値で割れば、素粒子の周波数がでてきます。素粒子の質量とは素粒子の周波数だったのです。波動性科学参照
素粒子の質量は実は周波数であり、もともと波動であったと考えることが可能であると思います。
物質世界は、素粒子で構成されていますので、物質はグラムで測られますが、一定の振動数をもっていると考えることができ、物質に一定の振動を加えることで、物質を分解し、その性質を変化させることが可能ではないかと考えます。
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