査読/フラウンホーファー回折の物質波の位相一致の原因とは？（masaban著）/2 のバックアップ(No.12)
査読/フラウンホーファー回折の物質波の位相一致の原因とは？（masaban著）/2 のバックアップ(No.12)
| ページ | 査読/フラウンホーファー回折の物質波の位相一致の原因とは？（masaban著） |
|---|---|
| 投稿者 | クロメル |
| 状態 | |
| 投稿日 | 2019-12-30 (月) 15:48:43 |
ご執筆お疲れ様です。 なるほど、大体のご主張は理解できたと思います。
僕の認識とはズレがあったので、ちょっと気になる点を書かせていただきます。 （僕が間違っていると言う事も十分にあるので、詳しい読者の方から 何らかのフィードバックがあるかもしれませんし、公開はするべきだと思います。）
Q１．「干渉の起きていない一粒がこの世界に存在できなくなります」 とありますが、電子は自己と干渉を起こすと思います。 経路積分で考えているのは正にその自己との干渉ではないですか？ つまり、現実の電子は単純に進むのではなく、 無限に間隔の狭い無限個のスリットを無限枚通過するような動きを するものだと思っていました。
Q２．フラウンホーファー回折は、単色光の「平面波」 （つまりコヒーレントな光）でないと起きないのではないですか？ ただの単色光では回折は起きないと思います。 実際、高校の物理教科書では、まず電球光源などのインコヒーレント光 をまず、単スリットを通して位相をコヒーレントなものにし、 そこで改めて、単スリット、二重スリット、回折格子などに、 照射しています。
Q2の返答.僕の主張は「フラウンホーファー回折は位相の揃った光を必要とする」と言う事です。光学はあまり詳しくないので、少し調べてみました。フラウンホーファー回折の要点は開口部に「平面波」を入射すると、スクリーンに二次元フーリエ変換された像が生じると言う事みたいですね。平面波を作る為に点光源からの光に対して無限遠を作り出すためレンズを大抵は入れる。なるほど、確かにそうならばおっしゃる通り、sinc関数が出てきますね。
http://wondephysics.web.fc2.com/physicsdefraction.html
の図を見ると、白色光（スペクトルが広がっていても）でも平面波の重ね合わせとして波長ごとにフーリエ変換を行った像が映し出されると言う事のようです。ここで分からないのが何をもって「コヒーレントな光」と言うかです。どうやらWikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%92%E3%83%BC%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%B9
によると、フラウンホーファー回折を起こすためには「空間的コヒーレンス」を平面波は持っていないといけないのですね。「時間的コヒーレンスと空間的コヒーレンス」の段落に「点光源からの光がP1、P2にやってきている場合は、P1とP2の距離とは無関係に観測点付近では干渉縞が見える」とあります。ということは、点光源ならば空間的コヒーレンスを持った光ができるのではないですか？フラウンホーファー回折で二次元フーリエ変換を起こすためには、開口部の各点で位相がそろっていなければならないですよね？つまり、この現象は「位相の揃った光を必要とする」のです。なお、レーザーは時間的、空間的共にコヒーレンスを持っています。
なお、ご主張のもう一点、「光子の分割は実際に起きているか」に関しては、波動関数の収縮など現在解決されていないようですね。 -- クロメル 2020-01-03 (金) 20:36:52
