光とはなにか

今週、中学の同級生が泊まりに来た。彼は工学博士になり、普段はつくばで研究をしている。そこで、私の積年の疑問であった、「光とはなにか」について尋ねてみたら、簡単に解説してくれた。以下、canvas による絵を交えながら、教えてくれたことをまとめてみたい。以下は便宜上、K 殻から M 殻までの 3 つの電子殻を持つ原子の場合の絵とする。

原子核の周りを電子が周回していて、この周回をする軌道が何本かある（原子によって数は違う）。この一番内側が K 殻で、電子が周回するにも一番安定している。逆に外側の軌道になればなるほど、不安定になる。


さて、普段は安定している K 殻で悠々自適な生活を送っている電子くんだが、外部から強いエネルギーを受けると、外側の軌道に移動する。


逆に、この外部の強いエネルギーがなくなると、安定した内側の軌道に移動する。


さて、安定した軌道を周回している時は小さなエネルギーで済むが、不安定な軌道を周回する時は大きなエネルギーを、電子は必要とする。その逆ももちろん然りなので、安定した軌道に戻る時は、不安定な軌道を周回している時ほどエネルギーは必要としなくなる。不要となったエネルギーは放出される。これが光であるという。


専門家からするとこの説明は間違いかもしれないが、私が聞いた話はこんな感じ。また今度、話を聞く機会があれば、もう少し広げて訊いてみたい。