第18話

「光量子仮説」から「電磁子仮説」への移行

2016年6月20日　宇佐美　保

 

「フリー百科事典ウィキペディア」を見ますと、

 

アインシュタインが構築した相対性理論について「人類に大きな利益をもたらす様な研究と言えるのかと言えば疑問」との声、……

 

そして、次の結果に落ち着きます。

 

光量子仮説に基づく光電効果の理論的解明によって1921年のノーベル物理学賞を受賞した。

 

先ずは、この「光の粒子性（光量子）」に関して、百科事典（デジタル日立平凡社）を参照し、次のように箇条書きさせて頂きます。

1  光のエネルギーは hν というひとかたまりの大きさでやり取りされる 
 2  最低の hν のエネルギーをもつ光の状態は光子(または光量子といい，粒子として見た光のこと)が1個ある状態
 3  単位体積中に光子が n 個あるとすると，古典電磁気学の光のエネルギーとの関係は，
 
となる
（但し、hはプランクの定数）
 4   E0（光の電場の振幅）が大きくなると光子の個数は増えるが、

個々の光子のエネルギー hν が変わるわけではない。

 

　

　おかしいですよね、
私は、この「光量子仮説」を否定しようとしているのです。

 

　電磁波が電流を運ぶ（ガイドする）とすると、電磁波も光の一種です。

ところが、前話「第17話　表皮効果という誤解された電気抵抗」に於ける「測定結果：2」を見ますと、1MHz（発信時間：1㍃秒）の交流の1パルスが、電線（同軸ケーブル）を600㍍移行すると、その交流1パルスの発信時間が、ほぼ1.5倍の1.5㍃秒に引き伸ばされていることが分かります。

となりますと、信号数（ν）は、1/1.5倍に変化してしまいます。

これでは、上に掲げた「第1項」の“光のエネルギーは hν というひとかたまりの大きさでやり取りされる”が崩壊してしまいます。

 

　しかし、一般的には、私の様なへそ曲がりと異なって、交流といえども連続波での観察を行いますから、このような事実に気が付くことはありません。

何しろ、連続波で観測すれば、「第17話」の「測定結果：3」のように、1MHzの交流は、600㍍先でも、1MHzの交流として観測されてしまうのですから！

でも、1パルス、即ち、光量子は、1MHzの光量子から、約0.67MHzの光量子へ変化したと考えざるを得なくなります。

これは変です。

 

　それでも、何か測定上のミスではないかと思われる方も居られましょうが、次の「測定結果：1」をご覧ください。

  

 

 

この測定結果のように、青色、赤色、緑色、カーキ色の各々、サイン波（1MHz：周期＝1㍃秒）1パルス分を、1周期分（1㍃秒）ずつ時間をずらして（あたかも連続パルスの場合のように）測定し、それら各波を合算すると、空色の（擬似的）連続波を得ます。

この合算した連続波が、通常の連続波での測定値と一致することを、薄緑色の（合算値－連続波）引き算値が、ゼロボルトを示すことから明らかとなります。

 

　もっと可笑しな例を掲げましょう。

 

電源（パルスジェネレータ）から、20MHzの矩形波信号を、電源出力部と、前話同様に600㍍長の同軸ケーブル（末端を50Ωの抵抗で整合終端処理）末端への出力し、結果として「測定結果：2」を得ました。

 

 

 

 

（注：電圧のピーク値が、入力時の1Vから、600㍍先では20数mVへと激減しているので、上の測定結果の（1-2）は、電圧の目盛を、入力波の50倍で表示しています）

 

　何故このように変化してしまうのでしょうか？

一般的には、600㍍の電線の抵抗による損失の結果（前話の計測では、抵抗値は、77.4Ω）で、計算すると、約0.56Vとなる筈です

（次の、「図：1＆2」参照）

 

 

 

 

　このように「図：1」から、「図：2」に変化し散るなら、「光量子仮説」の光量子の振動数は一定（20MHz）のままで、数のnが電線の導体抵抗起因で減少したと考えられましょうが、実測結果は、「測定結果：1-2」のように、矩形波（20MHz矩形波の1パルスの発信時間：0.025㍃秒）から全く変形し、発信時間も大雑把に見て、2㍃秒と、約100倍に増大しております。

（この件も、後に紹介しますが、連続波による観察では、前話で否定した「表皮抵抗」として片づけられて、多くの方はお目にしたこともない波形でしょう）

　このような変形する電磁波を粒子的に表現するには、粒子単位を振動数としては不適切で、より細かい単位で、粒子を表現すべきでしょう。

 

その為には、「図：3」のように、矩形波信号を時間的に細分するだけでなく、強度的（電圧的）にも細分化した「量子的電気信号」の概念の導入が必要となりましょう。

 

 

 

 

従って、「測定結果：1」の各観察波形は、概略的に、量子的電気信号（時間的にはプランク時間（tp=5.391 06…… × 10-44 s）で分割された信号）「図：3」□枠の一つを小丸印（●）として表示しつつ次の「図：4&5」のように、書き換えられるでしょう。

（このような「量子的電気信号」を運ぶ「電磁波」を本著では、光の（電磁波の）周波数に全く無関係な存在として、敢えて「光子」とは別の名の「電磁子」と命名しました）

  

 

 

 

　このような「電磁子」を考慮しますと、「直流」とは、限りなく長く同一強さの「電磁子」という息を吐き続けることであり、交流とは、私達一般的な呼吸のように、一定リズムで、「電磁子」という息を、吐いたり吸ったりしている状態と例えることが出来ましょう。

 

　そして、周波数とは、この息のリズム（吸ったり吐いたりの間隔）となりましょう。

 

勿論、一般的な電磁波に対しても、この「電磁子」という息を、吐いたり吸ったりしている状態と例えることが出来ましょう。

 

そして、従来のように電磁波の振動数を、縄とか、糸とかの振動数に例えることによって、多くの誤解が誘発されてきたのだと存じます。


（補足）

 

　今回の「測定結果：1」のように、1波分（1パルス）のサイン波での測定結果では、サイン波からの逸脱が認められるのに、それらを数波合算したり、連続波で測定すると、元のサイン波状態で観測される例は、新『コロンブスの電磁気学　第6巻　交流理論は砂上の楼閣』の23頁に見ることが出来ますので、その部分をここに抜粋掲載します。

尚、この測定は、コイルとコンデンサを直列接続した「共振回路」の実験での測定結果です。

 

 

 

 

 

　前の『第17話　表皮効果という誤解された電気抵抗』に於ける、「測定結果：2」の1波長分でのサイン波からの逸脱状況は、『第14話　トランスの理論も誤解です（交流編）』の「測定結果：1」にも見ることが出来ます。

 

　他の測定でも、このような現象は容易に観測できますので、「光量子仮説」はご退場いただくべきと存じます。