チェレンコフ放射と光速

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

チェレンコフ放射と光速の違い

チェレンコフ放射 vs. 光速

チェレンコフ放射（チェレンコフほうしゃ、Čerenkov radiation）とは、荷電粒子が物質中を運動する時、荷電粒子の速度がその物質中の光速度よりも速い場合に光が出る現象。チェレンコフ効果ともいう。このとき出る光をチェレンコフ光、または、チェレンコフ放射光と言う。 この現象は、1934年にパーヴェル・チェレンコフにより発見され、チェレンコフ放射と名付けられた。その後、イリヤ・フランクとイゴール・タムにより、その発生原理が解明された。これらの功績により、この3名は1958年のノーベル物理学賞を受けた。. 光速（こうそく、speed of light）、あるいは光速度（こうそくど）とは、光が伝播する速さのことであるニュートン (2011-12)、pp. 24–25.。真空中における光速の値は （≒30万キロメートル毎秒）と定義されている。つまり、太陽から地球まで約8分20秒（8分19秒とする場合もある）、月から地球は、2秒もかからない。俗に「1秒間に地球を7回半回ることができる速さ」とも表現される。 光速は宇宙における最大速度であり、物理学において時間と空間の基準となる特別な意味を持つ値でもある。 現代の国際単位系では長さの単位メートルは光速と秒により定義されている。光速度は電磁波の伝播速度でもあり、マクスウェルの方程式で媒質を真空にすると光速が一定となるということが相対性理論の根本原理になっている。 重力作用も光速で伝播することが相対性理論で予言され、2002年に観測により確認された。.

原子

原子（げんし、άτομο、atom）という言葉には以下の3つの異なった意味がある。.

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導体

導体 (conductor).

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位相速度

位相速度は周期的な波の速度と見ることができる。赤点は位相速度で移動しているが、円周上の1点の移動でもあり、特定の位相（特定の円周位置）、この場合は波の頂上を赤点によって位相速度を直線上の移動として示している。 位相速度（いそうそくど、英:Phase velocity）は、位相、すなわち波の山や谷の特定の位置が移動する速度のことである。 速度は多くの場合、直線を移動する速さ、すなわち単位時間当たりに進んだ距離を表す。 位相速度は円の外周の1点がどれだけの速度で移動するかを表す。定位置で回転する円の外周の1点の高さだけに注目するとそれは上下することとなるが、その上下の状態を縦軸とし、横軸を時間軸とするとその1点は正弦波で表される。円周上の1点は正弦波の波一つの山であったり、谷であったりする。 位相速度はその1点の外周での移動速度を表し、その円が回転して直線を移動するなら、位相速度は直線での移動速度と言える。 これとよく似た日常で見かけるわかりやすい例として、「いも虫の歩行」がある。 歩行しているいも虫を見ると波打たせながら歩行している。上か横から見ると「こぶ」が波打っている。「こぶ」の波打ちが位相速度、いも虫そのものの移動が群速度と考えると理解しやすい。 正弦波である波動を起こす回転物の角速度（または角周波数）を ω（ラジアン毎秒（rad/s))とし、 車輪の様に回転し外周で1秒間に移動した距離（長さ）における位相の進行度合でこれを波数k（rad/長さ）と呼び、 1点の円周上の移動速度、すなわち位相速度は \mathbf_\phi（長さ/s）で表される； \mathbf_\phi.

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フォトニック結晶

天然のフォトニック結晶であるオパール。オパール組織内では誘電率が光の波長オーダーである数百nmごとに変化しているため構造色を生じ、特有の色合いが生まれている フォトニック結晶（フォトニックけっしょう、photonic crystal）とは屈折率が周期的に変化するナノ構造体であり、その中の光（波長が数百-数千nmの電磁波）の伝わりかたはナノ構造によって制御できる。基本研究とともに応用開発がさかんに進められており、商業的な応用も登場している。.

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群速度

重力波における、周波数分散を持つ波束（波群）を表したもの。赤点は'''位相速度'''で動き、緑点は'''群速度'''で動いている。このように水深が深い場合には、水面では位相速度は群速度の二倍になる。図の左から右に動く間、赤点は緑点を二回追い越す。波束の後方(の緑点)で新しい波が出現し、波束の中心に向かって振幅が大きくなり、波束の前方(の緑点)で消えているように見える。水面の重力波においては、ほとんどの場合、水粒子の速度は位相速度よりもずっと小さい。 位相速度と群速度が逆の例。 群速度（ぐんそくど、）とは、複数の波を重ね合わせた時にその全体（波束）が移動する速度のことである。 波（波動）の周波数（角振動数）を 、その波数ベクトルを とすると分散関係 から、群速度 は次のように定義される。 群速度はしばしばエネルギーや情報が伝わる速度と考えられている。多くの場合、これは正しく波形が伝わる信号速度と考えることができる。しかし、波が吸収性のある媒質を伝播する場合には、上のことが常に成り立つとは限らない。 1980年までに多くの実験により、レーザー光のパルスの速度が真空中の光速度を超える速度で特別な物質中を伝播することが確かめられた。だからといって、超光速度の情報伝達はこの場合には不可能である。それは信号の速度は光の速度よりも遅いためである。また、群速度を小さくして0として静止させたり、負の速度としパルスを逆向きに伝播するようにすることができる。しかしながら、これらの場合には光子は媒質中での光速度で伝播を続けている。 位相速度と区別する群速度の概念は1839年にハミルトンにより初めて提案された。1877年にレイリーが において最初に扱った。.

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真空

真空（しんくう、英語：vacuum）は、物理学の概念で、圧力が大気圧より低い空間状態のこと。意味的には、古典論と量子論で大きく異なる。.

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絶縁 (電気)

電気における絶縁とは、電気機械や各種の電気回路・電子回路において、感電防止や電位の分離などを目的として、不導体もしくは各種の部品や装置を利用して電流を遮断することである。 電気の分野における英語のとは、どちらも日本語では絶縁と訳されるが、両者はその目的や動作原理によってやや異なる意味合いを持つ。 絶縁（ぜつえん、insulation）は、電子回路やその部品などにおいて、対象とする2箇所の間で電気抵抗が大きく電圧を掛けても電流が流れない状態を言う。低い電圧を掛けた場合に電流が流れなくとも、高い電圧を掛けると電流が流れる場合があり、その状態を絶縁破壊という。 絶縁（ぜつえん、isolation）は、電気電子回路の一部において、信号や電力は伝達されるが、導体は分離していることを言う。具体的にはトランスやフォトカプラを介した2回路を言う。トランスの場合は電磁誘導によって、フォトカプラの場合は光伝達素子によって電力または信号を伝達する。"isolation"は「分離・隔離」に近い概念と言える。.

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相対性理論

一般相対性理論によって記述される、2次元空間と時間の作る曲面。地球の質量によって空間が歪むとして記述して、重力を特殊相対性理論に取り入れる。実際の空間は3次元であることに注意すべし。 相対性理論（そうたいせいりろん、Relativitätstheorie, theory of relativity）または相対論は特殊相対性理論と一般相対性理論の総称である。量子論に対し古典論に分類される物理の分野としては、物理史的には最後の「大物」であった。量子力学と並び、いわゆる現代物理の基本的な理論である。 特殊と一般の、いずれもアルベルト・アインシュタインにより記述された。まず、等速運動する慣性系の間において物理法則は互いに不変であるはずという原理（相対性原理）と光速度不変の原理から導かれたのが、特殊相対性理論である（1905年）。特殊相対性理論は、時間と空間に関する相互間の変換が、相対速度が光速に近づくと、従来のいわゆる「ニュートン時空」的に信じられていたガリレイ変換の結果とは違ったものになること、そういった場合にはローレンツ変換が正しい変換であることを示した（「ミンコフスキー時空」）。 続いて、等価原理により加速度によるいわゆる「見かけの重力」と重力場を「等価」として、慣性系以外にも一般化したのが一般相対性理論である（1915〜1916年）。.

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荷電粒子

荷電粒子（かでんりゅうし）とは、電荷を帯びた粒子のこと。通常は、イオン化した原子や、電荷を持った素粒子のことである。 核崩壊によって生じるアルファ線（ヘリウムの原子核）やベータ線（電子）は、荷電粒子から成る放射線である。質量の小さな粒子が電荷を帯びると、電場によって正と負の電荷が引き合ったり、反対に正と正、負と負が反発しあったりするクーロン力を受けたり、また磁場中でこういった粒子が運動することで進行方向とは直角方向に生じる力を受けたりする。これら2つの力をまとめてローレンツ力というが、磁場によって生じる力のほうが大きい場合には電界による力を無視して、磁場の力だけをローレンツ力と言うことがある。これはローレンツ力の定義式にある電界の項をゼロとおき（電界の影響が小さいため無視する）、磁場の影響だけを計算した結果で、近似である。詳しくはローレンツ力を参照。.

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水

水面から跳ね返っていく水滴 海水 水（みず）とは、化学式 HO で表される、水素と酸素の化合物である広辞苑 第五版 p. 2551 【水】。特に湯と対比して用いられ、温度が低く、かつ凝固して氷にはなっていないものをいう。また、液状のもの全般を指すエンジンの「冷却水」など水以外の物質が多く含まれているものも水と呼ばれる場合がある。日本語以外でも、しばしば液体全般を指している。例えば、フランス語ではeau de vie（オー・ドゥ・ヴィ＝命の水）がブランデー類を指すなど、eau（水）はしばしば液体全般を指している。そうした用法は、様々な言語でかなり一般的である。。 この項目では、HO の意味での水を中心としながら、幅広い意味の水について解説する。.

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