たのしい演劇

俳優の錬金術　視覚visual system 68

光学Optics

光学の歴史History of optics　量子光学 Quantum optics

1960年代　光検出photodetectionと光の統計statistics of light（コヒーレンスの程度）
より詳細な理解を得る思索により レーザー光の量子記述としてコヒーレント状態coherent stateが導入され
一部の光の状態は古典波理論classical waveでは記述できないことがわかる

1977年に キンブルH. Jeff Kimble (1949 - 米　物理) は 量子記述を必要とする最初の光源 ;
一度に1つの光子photonを放出する単一の原子atom, を示す

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閾値刺激threshnold stimulusに関係するような少量のエネルギーで
　不確実性の原則uncertainty principleが重要になる　
これによれば　特定の閃光に　予想される量の量子光子photonが含まれるか　どうかは確実ではなく
　確率のみだ

光量子photonの特定の平均数と任意の閃光の実際の数を云い及び　或いは
　統計に基づき　閃光に含まれる周波数(平均数に対して4量子以上)を描くことにより
曲線の形状を計算する　

閃光内の光量子photonの平均数に対して閃光が見られる周波数を描くこともできる
　この観測周波数曲線frequency-of-seeing curveは
　観測に応じて　選択された量子の数が5から7である場合
　含有光量子photonの周波数曲線frequency-of-containing-quanta curve　に
類似していることがわかる

この一致より　同じ平均強度の閃光に対する量子ゆらぎ反応fluctuationsは
　網膜retinaの感度によるものではなく
　刺激に含まれるエネルギーのゆらぎが原因であることを強く示唆する



Spatial summation空間総和
網膜近域への2つの刺激がそれらの効果を与える
　どちらか一方だけでは電気刺激を起こすには不十分だ　

制限領域内(約10〜15度の円弧内)　閾値強度に面積を掛けると定数:アン二ーバレ.リッコAnnibale Riccò (1844 – 1919 伊　天文学) Riccoの法則が成り立つ

つまり　数百の桿体細胞rodsを含むこの領域全体で
　個々の桿体細胞rodsに至る光電気刺激がその効果を完全に発揮する
　単一の桿体細胞rodsに至る100の光量子photonは
100個の桿体細胞rodsへ同時に至る1つの光量子photonと同等に効果的

この総和の根拠は 明らかに神経節細胞ganglion cellへの視細胞photoreceptorの収束
　個々の桿体細胞rodsへ至る光量子photonによる電気刺激は
　その分岐樹状突起を通じて単一の双極細胞に集束し化学反応を喚起する


Temporal summation時間総和
時間的総和では　喚起するには弱すぎる2つの光刺激が
　網膜の同じ場所に急速に連続して現れることで　活性化
　0.1秒の範囲で 光の強度に露光時間を掛けた値が定数:
ブンセン.ロスコーの法則Bunsen-Roscoe Law 供給方法に関係なく130である

更に　期間を1秒増やした場合に必要な光量子photonの総数は220

時間総和は量子論と一致する
実際　閃光内光量子photon数の変動が
　眼の可変応答の原因であることが示さられた
　光刺激の持続時間を長くすると
光刺激が所定の数の光量子photonを含み　励起する確率が高い

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