光の二重性

🧠 光は伝播時に波、エネルギー交換時に光子として現れ、どちらか一方だけでは全現象を説明できない。

波動像と粒子像

干渉と回折は波動による記述を、光電効果photoelectric effect 光電効果（photoelectric effect）photoelectric effect（光電効果） やコンプトン効果 Compton effect コンプトン効果（Compton effect） Compton effect（コンプトン効果） は量子化 quantization 量子化（quantization） quantization（量子化） された光子による記述を必要とする。

flowchart TD
  A["伝播で波の振幅が重ね合う"]
  B["検出では<span class='jp-term jp-term-diagram' title='quantum'>エネルギー量子</span>として吸収"]
  C["確率分布に従う個々の検出事象"]
  A --> B
  B --> C

観測配置が示す側面

観測装置と相互作用の種類に応じて現れる側面が異なる。

相補性と単一光子干渉

干渉は確率振幅 probability amplitude 確率振幅（probability amplitude） probability amplitude（確率振幅） の波動的伝播を示し、光電効果photoelectric effect光電効果（photoelectric effect）photoelectric effect（光電効果）はエネルギー交換が光子単位で起こることを示す。

• 波動像と粒子像は古典的な同時像ではなく相補的記述。
• 弱い光でも検出事象は離散的。
• 多数光子の分布は干渉縞を再現する。

医学・測定への応用

単一光子イメージングsingle-photon imaging 単一光子イメージング（single-photon imaging）single-photon imaging（単一光子イメージング） や蛍光検出 fluorescence detection 蛍光検出（fluorescence detection） fluorescence detection（蛍光検出） の理解に必要。

光の粒子性は光電効果 photoelectric effect 光電効果（photoelectric effect） photoelectric effect（光電効果） に、電子の波動性 fluctuance (fluctuant) 波動性（fluctuance (fluctuant)） fluctuance (fluctuant)（波動性） は電子回折 electron diffraction 電子回折（electron diffraction） electron diffraction（電子回折） による構造解析に現れる。¹²

まとめ

• 光は伝播時に波、エネルギー交換時に光子として現れ、どちらか一方だけでは全現象を説明できない。
• 波動像と粒子像は古典的な同時像ではなく相補的記述。
• 単一光子イメージングsingle-photon imaging 単一光子イメージング（single-photon imaging）single-photon imaging（単一光子イメージング） や蛍光検出 fluorescence detection 蛍光検出（fluorescence detection） fluorescence detection（蛍光検出） の理解に必要。