【論 文】
2001.10.10 作成
光量子論のー考察 2007.02.01 一部補足説明
2007.02.11 光子モデル追加
2010.09.09 6.の項追加
2011.11.25 6・2 追加
［光の粒子性と干渉回折概論］
Written ｂｙ Masatoshi Mihara
１．序 文
光は波の性質である波長、周期、振動数を有し、干渉や回折など波特有の性質を示す一方で、光電効果やコンプトン効果、或いは写真フイルムの感光、レーザー光線による鋼板の溶断等、粒子としなければ理解し難い特性も有している。
光の波動説では、光の強さ（明るさ）は波の振幅（振幅の二乗に比例）によるもので、二つの波が重なるとき、同じ方向の振幅は強め合い異なる場合は弱め合って、干渉や回折などの現象が生じると説明している。しかし、振幅の実測値を示す資料は、未だかって存在した例がない。
光の粒子説では、光量子仮説が示すように、振動数νの光は粒子的性質を持ち、1個の粒子（光子）はｈνのエネルギーの塊(光量子）であるとしている。
この為、光の波動説では粒子性を、粒子説では波動性をそれぞれ説明するのに四苦八苦している。
波動力学、確率論、不確定性原理等で説明するが、”シュレーディンガーの猫”が登場するに及んではもはや正当な物理学とは云い難い。
本論文は、光は慣性の法則に従う1）から、光を光量子と云う曖昧な定義ではなく、物質(粒子）として仮説を設け、光のもつ二面性（波動性と粒子性）が必ずしも矛盾しないことを論理的に記述するものである。
２．光の仮説
① 光は正、負等量の電気量を持つ荷電粒子からなる
② 光子は自転角運動量（S）と自転角運動エネルギー(Ｅｓ）を持つ
③ 光の明るさは光子のもつ自転角運動エネルギー(Ｅｓ）による
３．仮説の論理性
本論文の要旨は、光は正、負等量の電気量を持つ荷電粒子（以下光子）からなり、自転（以下スピン）角運動量（S）、運動量（Ｐ）及びスピン角運動エネルギー（Ｅｓ）、運動エネルギー（Ｅｋ）を持ち、スピンの方向は正、逆交互で光源から飛翔すると主張するものである。
図1で、導体を通して電流が流れるとその抵抗により発熱体（光源）の電子が振動する。この振動電子によって励起された光子が振動方向に応じて正、逆交互にスピンしながら発熱体から飛び出す。光子は正、負の電荷で、光子同士は磁場で保持される（付図4）。
図 1 本論文による光子の飛翔モデル
４．光子の粒子性と波動性
4・1 光子の粒子性
図2に、光子の粒子性と運動状態を示す。
光子は、粒子として矢印（曲線と直線）で示すスピン角運動量（S）と運動量（Ｐ）及び円形で示す[スピン角運動エネルギー（Ｅｓ）＋運動エネルギー（Ｅｋ）］を持ち、スピンの方向は正、逆交互で光源から飛翔する。
図2 光子の粒子性と運動モデル
4・2 光子の波動性
仮説②③から、光の明るさは光子のスピン角運動量（S）のスピン角運動エネルギー(Ｅｓ）が担う。
図3に、スピン角運動量（矢印）とスピン角運動エネルギー(円形）を示す。
連続した二つの光子のスピン角運動量が逆であることを考慮して、スピン角運動エネルギーを正(+Ｅｓ）、逆（|－Ｅｓ|）で表す。（|－Ｅｓ|）は正のエネルギーを意味する）
Ｘ軸上を進む正逆1対のスピン角運動エネルギー(Ｅｓ）の大きさ、距離、時間及び時間の逆数は、それぞれ光の振幅（Ａ）、波長（λ）、周期（T)、振動数（ν=1／Ｔ)に相当する。
光子を円形とすれば、振幅Aは波長λの1／4である。
図3 スピン角運動量とスピン角運動エネルギーの運動モデル
図4で、図3を参考にして、Ｘ軸上の任意の定点で光子の移動を時系列的に見ると、X方向に運動するスピン角運動エネルギー（スカラー）は周期的