6.1 光電効果とコンプトン散乱

目次 ／ 第6章：量子領域

エネルギー糸理論（EFT）では、光はエネルギーの海（Energy Sea）に生じる張力摂動の波束です。安定した包絡は局所張力の閾値を越えたときに生まれ、受け手は閉鎖閾値を越えたときにその波束を取り込みます。したがって観測される粒状性は光が小球から成ることを意味せず、パケット化と吸収が閾値によって離散化されることを示します。いわば「割り当て」は閾値が決め、伝搬と干渉は海における波動場の性質が担います。

I. 一つの仕組み・三つの閾値・三回の離散化
一回の「来て去る光」を三段に分けると、なぜひと口ずつになるかが見通せます。

• 源の閾値（成団閾値）：放射体の内部で張力と位相が蓄積し、解放ゲートに達するとコヒーレント包絡が丸ごと吐き出されます。未満では漏れず、到達すれば一包みです。
• 経路の閾値（可伝搬閾値）：海はどんな摂動でも通すわけではありません。十分なコヒーレンスがあり、透明窓に周波数が収まり、通路の配向が合う摂動だけが安定包絡として遠方へ届きます。
• 受け手の閾値（閉鎖閾値）：検出器や束縛電子は材料ゲートを越えてはじめて吸収／放出として一件成立します。ゲートは割れません。全か無かです。
  要するに、源は放射を離散化し、経路は遠達性を選別し、受け手は吸収を離散化します。これが、波の道筋と「ひと口」の会計を一枚の図に束ねます。

II. 閾値チェーンで読み直す二つの古典実験

1) 光電効果：色の閾値・待ち時間なし・強度は数を変える
略史：ヘルツ（1887）が紫外でスパーク、レナード（1902）が三則（色閾値、即時放出、強度は個々の運動エネルギーではなく電子数を変える）を報告。アインシュタイン（1905）が「エネルギーのひと口」を提案、ミリカン（1914–1916）が高精度で検証。

• 色の閾値：束縛電子が材料ゲートを越えて外に出るには、一包みの「強さ」（源の拍、すなわち色）が要ります。赤すぎれば一包みが弱く、どれほど明るくしても未満では不可。
• 待ち時間なし：少しずつ貯めるのではなく、届けば即座に閉じるので、照射と同時に電子が出ます。
• 強度は「いくつ」を変え「一つの大きさ」は変えない：強度は単位時間あたりの包み数を決め、電流が変わります。一包みのエネルギーは色で決まり、強度には依りません。
• 「一つずつ」の理由：離散化は両端でかかります。源は丸ごと吐く、受け手は丸ごと食べる。道中は波として進みますが、取引点ではひと口単位でしか成り立ちません。

2) コンプトン散乱：一包みが一個の電子と一度だけ取引
コンプトン（1923）は単色X線をほぼ自由電子に当て、散乱角が大きいほど赤側にずれることを見いだし、一対一の成約と解釈（1927年ノーベル賞）。

• 一対一の成約：張力包絡が受け手側の許容サブ構造と閉じ、エネルギーと向きを渡します。角度が大きいほど譲り幅が増し、出射光はより赤くなります。
• 離散的な散乱：受け手のゲートにより、毎回完全な閉鎖です。二つの電子で半分ずつにはなりません。
• それでも波が形を作る：前後の伝搬と位相は波の法則に従い、取引点だけが離散です。

III. 帰結：あらゆる摂動が遠くまで「光」になるわけではない
多くの摂動は源のそばで消えます。鍵は経路の閾値です。

• コヒーレンス不足：包絡が生まれ際に崩れ、パケットになりません。
• 窓の不一致：周波数が強吸収帯に落ち、短距離で飲み込まれます。
• 通路ミスマッチ：低インピーダンスの回廊がない／配向が合わないと、すぐ散逸します。
  遠方へ届くには、整った成団・適切な窓・通路の適合の三点が同時に必要です。

IV. 既存理論との対応

• 光子エネルギーは周波数に依存という量子論と整合します。EFT は離散性を源の形成閾値と受け手の閉鎖閾値に帰し、余分な実体を導入しません。
• 光子を場の量子とみなす量子電磁気学とも矛盾しません。EFT は材質地図を与えます。海が伝搬上限と位相を定め、糸と物質がゲートと閉鎖を定めます。
• 干渉・回折の古典的描像はそのままです。道筋と塑形は波、成約と記帳は閾値。両者は矛盾しません。

V. 要点

• 光は海の中で波として伝搬・干渉する波束です。
• ひと口は閾値から生まれます：源の形成と受け手の閉鎖。
• 光電効果は受け手ゲートの硬さを示します。色が通過可否を決め、強度は包みの流量を変えるだけです。
• コンプトン散乱は**「一包み—一電子」**の幾何を示します。角度が大きいほど譲りが大きく、赤寄りになります。
• すべての摂動が光にはなりません。整った包みで窓に合い、通路が適合したものだけが遠達します。

この閾値チェーンでは、粒と波は対立しません。波が道を作り、閾値が取り分を決めるのです。道中では波が見え、取引点ではカチッという離散の音が聞こえます。