光線のエネルギー

紫外線はエネルギーが高いって言いますよね。
で、このエネルギーって何ですか？なんかよく分かんなくて・・・・・・。

あと、もしかして赤外線ってエネルギー低いですか？

No.3 ベストアンサー 回答者： rnakamra 回答日時： 2009/04/11 20:56

まず、最初に理解しておかないといけないことは、光は"波"でありかつ"粒子"であるということです。

それぞれの特徴としては、
波：直進、反射、屈折、回折、干渉など。
粒子：可算(数えられる)
このような二つの性質を併せ持つこと"二重性"と呼びます。

光の粒子のことを"光子"または"光量子"とよびます。
ここで紫外線の持つエネルギーが高いということは、
紫外線の光子1個の持つエネルギーが大きい。
ということを意味します。

光子1個のエネルギーは波としての光が持つ振動数に比例します。
真空中の光の速度は振動数によらず一定ですので、振動数は波長に反比例します。
紫外線の波長は可視光よりも短いため、光子1個のエネルギーで比較すると紫外線>可視光
となります。

もちろん、光全体のエネルギーは各光子のエネルギーの総和になりますので光子の数が多ければトータルではエネルギーが大きくなります。
(実際、普段浴びている太陽光は紫外線の分のエネルギーの総和よりも可視光のエネルギー総和のほうがずっと大きい。)

では、なぜ光子1個のエネルギーの大きさが問題になるかというと、光が関係する化学反応や物理現象では光子1個分しか関与できないことが多いためです。
たとえば、光電効果と呼ばれる現象は(詳しくはwikipediaででも検索してください)、光子1個のエネルギーが仕事関数よりも大きくならないと起こりません。
蛍光と呼ばれる現象は、光子のエネルギーを変換することで色を変えますが、エネルギーを上げることができないため長波長の光を短波長の光に変換することができません。白色の蛍光が必要な場合は、紫外線を蛍光剤に照射する必要があります。

No.2 回答者： debukuro 回答日時： 2009/04/11 09:14

エネルギーについては前の方の説明を読んでね(⌒▽⌒)

電磁波や音波などのエネルギーは単位時間の振動数によって決まります
振動数が多い（波長が短い）ほどエネルギーは大きくなります
波長と振動数（周波数）は逆数の関係にあります
波長＝1/周波数
なのでもし必要なときは計算してください

紫外線は波長が短い：約３５０ナノメートル
赤外線は波長が長い：約８５０ナノメートル
紫外線の方が細かく振動しているのです
これを体感するために腕を前に突き出します
腕をゆっくりと左右に動かしてもそれほど疲れないでしょう：少ないエネルギーで動かすことが出来る
今度は目にも止まらぬ速さで左右に振ります、するととても疲れるでしょう：大きなエネルギーを必要とする
ゆっくり振るのは波長が長く速く振るのは波長が短いことに相当します
紫外線よりももっと波長が短いX線やガンマ線はとてもエネルギーが大きく人に致命的な障害を与えることもあるのです
ガンマ線には殺人光線の異名があります

No.1 回答者： merida-mtb 回答日時： 2009/04/10 21:45

まず、エネルギーというのは、

「放射（←光線）などが外部に対して仕事Eを成しうる状態にあるとき、エネルギーEを持つ。」
と定義されています。仕事って言うのは、光線が物体に穴を開けたとか、
焦したとかいう作用のことです。それだけのことです。
rimoueさんの言うとおり、
紫外線のエネルギーは赤外線のエネルギーよりも高いです。
これは、波長の違いによって、エネルギーに差が出ます。
紫外線の波長：1～400nm（nm：ナノメートル）
赤外線の波長：700nm～1mm
波長が小さいほど、光線のエネルギーが高くなります。
これは、波長が小さくなるほど、光線の振動数が高くなるためです。
振動数が高いと、成される仕事も大きくなります。
文章だけではイメージしにくいかとは思いますが、参考までに、、