赤外線や可視光はたまたx線やγ線 電波? これらは、波長が違うと言うだけなのでしょうか?

可視光は見えるけど電波は見えない でも赤外線はCCDに当てるとモニターで確認できる(らしい)
虫は人間の可視光以外も見えている(らしい)

うまく表現できませんが、この電磁波の種類(で良いのかな?)は、元は同じなのでしょうか??

鉄が薄ければ柔らかく厚ければ硬いように
電磁波の元が(光子?)の波長の違いだけなのでしょうか??

あ~眠れない><;

よろしくお願い致します。

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A 回答 (8件)

こんにちは。


ラジオ電波も赤外線も、可視光もX線も、全て電磁波として同じ性質ものですよね。これらには、波長や周波数の違いがあります。我々にとって、それが電波やX線であるのは、波長や周波数の違いによって現れる「二次的な性質の違い」です。電磁波の基本的な性質はどれも同じです。

電磁波のエネルギーは周波数に比例しますので、それぞれの電磁波にはエネルギーの大きさに違いが出てきます。また、波長の大きさによって、そのエネルギーの吸収のされ方が変わります。
電磁波は、ぶつかる粒子の大きさが違えばエネルギーの吸収率が変わりますし、素通りしたり、反射したりします。散乱率や屈折率も、その波長に比例して変わります。赤外線が二酸化炭素に吸収されやすいのは、二酸化炭素の分子の大きさと赤外線の振動数が合っているからですよね。それに対して、γ線は物質の奥深くまで入り込み、そのエネルギーによって原子核の周りの電子を励起させたり電離させたりします。このように、電磁波は波長や周波数によって、その対象物と相互作用が異なります。これによって現れる現象が「二次的な性質の違い」だと思います。

これとは少し分けて考えなければならないのは、可視光や紫外線などといった分類です。可視光は物理現象というよりは、我々人類が持って生まれた光受容体のタンパク質が、たまたまその範囲を捕らえる性質を持っていたという結果です。ですから、紫外線を捕らえる能力を持った昆虫にとっては、その範囲が可視光ということになりますよね。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます
大変参考になりました。

お礼日時:2005/04/17 10:13

あらかた回答されているようなので、参考情報を。


>赤外線はCCDに当てるとモニターで確認できる
デジカメなどお持ちでしたら、(TVなどの)リモコンを作動させながらモニタを覗いてみてください。
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「赤外線や可視光はたまたx線やγ線 電波」全部同じもの、電磁波の周波数の違うやつをいろんな名前で呼んでいるだけ、というのは既に皆さんが回答済みなので、ちょっと補足をします。



電波は、周波数とはあまり関係なくて、我々が主に通信で使用する電磁波を電波と呼ぶ、という感じで使われています。明確な定義でなく、なんとなくそうなっている、ということかも。

可視光は、たまたま我々の目に見える周波数範囲の電磁波(光)をそう名付けた。
赤外線は周波数が赤い光より低めだから沿う名付けた。人間の目はここまでカバーしてないだけで、赤からちょっと外れた程度の赤外線なら、これを見る生物が居ても不思議ではない。紫外線も同様。

要するに、「電磁波(光子)の波長の違い」そうなんです。

ただ、うるさく言うと、X線γ線はちょっと追加説明がいるかも。
X線とγ線は周波数が目茶高い(波長が目茶短い)電磁波。その区別は、周波数がより高いほうをγ線、低いほうをX線という、としている人もいるけど、これは間違い。発生の起源が原子核の中とか素粒子同士の反応にあるものをγ線といい、発生の起源が電子の運動にあるものをX線という。
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こんにちは。


#4です。
追加です。

>電磁波とは、何が振動しているのでしょうか?

電磁波とは、電場と磁場の周期です。
電場があれば、そこに磁場が発生し、磁場ができれば電場が生まれます。この電場と磁場の周期が周波数で、周波数はエネルギーの大きさに比例します。電磁波は伝わる速度がみな同じですから、この周波数の違いが波長になって現れます。
電磁波の元は、原子や分子が持ちきれなくなって外に放射されるエネルギーです。ですから、電磁波は全て放射線と言います。そして、特にエネルギーが高く、電離作用を持ったγ線などを「電離放射線」と言います。我々が放射能を放射線と呼ぶのは、厳密には電離放射線のことです。
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まず”光子”のことは忘れましょう。


これはもっと高度な概念になるので、初めは普通に電磁波、つまり波と考えるとよいでしょう。

で物理的には特にx線も光(紫外、可視、赤外)も電波も区別があるわけではなく、電磁波の波長が違うだけです。

波長が違うというのは、1秒間に振動する回数が違うということです。早いと波長は短くなり、ゆっくりだと波長も長くなります。

感覚的には電波と光では別の物に感じるのは、あまりにも振動する速度が違うので、起きる現象、平たく言うと物質との相互作用がまるで違ってしまうためです。
人間の目は電波ではあまりにも波長が長いので感じることは出来ません。これは人間の目の物質が感じることが出来ないからです。

では電磁場はどういう物なのかというと、電場と磁場が交互に振動しながら進む波です。

磁場でわかりやすいのは磁石の回りに発生する物ですね。SとN極が激しく交互に入れ替わる状態が振動していると言うことです。

電場でわかりやすいのは静電気ですね。静電気は振動していないけど、確かに電場の力を感じることが出来ます。これは電気の+と-が引き合って生じていますが、これが激しく+/-が入れ替わっているのが振動電場です。
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赤外線、可視光などという呼び方は、電磁波にはさまざまな波長があるため、そのうちの特定の波長の範囲を可視光線や赤外線などと呼んでいます。

従って、質問のものはいずれも電磁波にあたるものです。

波長の性質や特性で分類しているのでなく、電磁波という広い範囲をもつものの特定の範囲を分類して呼んでいると考えることができます。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81% …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます

電磁波とは、何が振動しているのでしょうか?
勝手に光子の振動周波数によって分けていると思っていますが・・・あってますでしょうか?

お礼日時:2005/04/17 09:04

>赤外線や可視光はたまたx線やγ線 電波? これらは、波長が違うと言うだけなのでしょうか?



そうです。ラジオやテレビの電波も、波長が長いだけで基本的には同じものです。

人間の目は可視光の波長(400~800ナノメートル)の電波に反応するので、「見える」ことになります。CCDが反応する波長は400~1100ナノメートルくらい(たしかそのくらいだったと思います)なので、人間の目に見えない赤外線も見えますが、でも1100nm以上の遠赤外線は見えません。虫は人間の目には見えない紫外線が見えるものもいるようです。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます
>ラジオやテレビの電波も、波長が長いだけで基本的には同じものです

波長とは、電磁波?光子?の振動周波数の事でしょうか?

お礼日時:2005/04/17 09:01

波長が違うだけです。



「波」である音と同じように考えると解るんじゃないでしょうか。
人間の可聴域は20Hz~20000Hzぐらいで、それ以上になると
聞こえませんよね。でもコウモリや犬はそれ以上の周波数
である超音波が聞こえます。
超音波は、赤外線と同じく機械で測定できますね。
どっちも同じく、波長の違いですよ。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます
音は、空気の振動ですよね
電磁波は光子の振動・・・で良いのでしょうか?

お礼日時:2005/04/17 08:59

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 「赤外線が体を温める」というのも、人体表面の水分子が赤外線を吸収する(赤外線のエネルギーを与もらう)から、ということのようです。

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https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B5%A4%E5%A4%96%E7%B7%9A
http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/~iwamuro/LECTURE/OBS/atmos.html


 分子が特定の波長の赤外線を吸収するメカニズムは、分子を構成する原子間を結合しているバネの振動ということのようです。
https://www.jasco.co.jp/jpn/technique/internet-seminar/ftir/ftir1.html

赤外線の波長は、0.76μm~1mmです。目で見えるぐらいの長さです。

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Q【天文学】紫外線の不思議 不思議1: 紫外線は無色透明で目で見えないのに市販の紫外線ライトは紫色の色

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まず、不思議1:ですが…

紫外線ライト(殺菌灯など)といっても純粋に紫外線だけではなく、紫外周辺の色も僅かですが出ているんです(紫外線に裾野があると言えばいいでしょうかね)。専門用語を使って言えば、スペクトル幅があるわけです。目に見えているのは、その僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」なんです。
注意がいるのは、僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」が適度の明るさで見えるように虹彩が光量を調整しているので、本来の紫外線はそれよりはるかに強烈な光量で網膜に入っています。ですから「紫外線ライトでも紫色の光が見える」などと呑気に構えて見ていると、すぐに網膜が焼付きます。見続けては絶対にいけません。

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まず、不思議1:ですが…

紫外線ライト(殺菌灯など)といっても純粋に紫外線だけではなく、紫外周辺の色も僅かですが出ているんです(紫外線に裾野があると言えばいいでしょうかね)。専門用語を使って言えば、スペクトル幅があるわけです。目に見えているのは、その僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」なんです。
注意がいるのは、僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」が適度の明るさで見えるように虹彩が光量を調整しているので、本来の紫外線はそれよりはるかに強烈な光量で網膜...続きを読む

Q光(電磁波)の波長の倍数と上限

光(電磁波)の波長の倍数と上限

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また波長λがhまで短くなるとE=hc/λからE=cとなり
ますが、hが素量であればそれ以上の光のエネルギ
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Aベストアンサー

何か誤解されているかと思います。
cは光速であり,基本波長ではありません。

波長λと周波数νを用いて光速は次のようにかけます。

c=λν

つまり,波長は自由に取ることが可能です。
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Q紫色の液を低圧紫外線ランプで照射すると...

いつもは透明色の液に低圧紫外線ランプを照射して、
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そこで、低圧紫外線照射下で、紫色(紺色に近い)の液では、紫外線は吸収し、反応が進むのかどうか教えてください。

Aベストアンサー

低圧紫外線ランプということは、254nmと185nmの紫外線と解釈しておきます。
従来透明であった試験液を、紫(紺)色の試験液に変更した場合ですが、この紫色は、着色しているのですよね。発光しているのではないですよね。
紫色に着色している場合、主に黄色(570nm)付近を吸収していることになりますので、紫外線は吸収せず、従って反応にはほとんど影響しないのではないでしょうか。
ただし、あくまで目で見える色の影響の話です。その紫色の液体が、紫外領域に吸収を持つかどうかは、色からは判断できません。吸収スペクトルを見ないと分かりません。
逆に黄色い液体だと、紫色付近(370nm)から、さらに紫外域まで吸収する場合もありますので、紫外線吸収に影響するかもしれません。


どういう実験をされているのか分からないのですが、液体に溶かした物質Aが紫外線を吸収して反応するような場合ですと、その物質Aが紫外線を吸収しないと反応は進みませんので、液体が紫外線を吸収してしまっては、反応が進むのかどうかは分からないですね。
液体からその物質Aへエネルギーが伝達されなければ、反応は抑制されるかもしれませんね。うまくエネルギー伝達される場合でしたら、反応は促進されるかもしれません。

低圧紫外線ランプということは、254nmと185nmの紫外線と解釈しておきます。
従来透明であった試験液を、紫(紺)色の試験液に変更した場合ですが、この紫色は、着色しているのですよね。発光しているのではないですよね。
紫色に着色している場合、主に黄色(570nm)付近を吸収していることになりますので、紫外線は吸収せず、従って反応にはほとんど影響しないのではないでしょうか。
ただし、あくまで目で見える色の影響の話です。その紫色の液体が、紫外領域に吸収を持つかどうかは、色からは判断できません。吸...続きを読む

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赤と青と混ぜると紫色になりますが、波長の長いものと短いものとの合成で紫色の波長はどうなるのでしょうか?紫外線、というくらいだから波長は短いのでしょうが・・・
色環は実は赤とすぐ隣の赤紫の間には絶壁のような断絶があるのでしょうか?

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一般に光源からの光はいろいろな波長の光が混ざっています。それを客観的に(=感覚器の事情から離れて)表現するには、各波長と強度のグラフ(すなわちスペクトル)を示すしかありません。
一方、「色」と呼ばれているものが3原色の混合で作ることができるのは、物理学上の問題ではなく、感覚器(眼)の構造上の問題です。すなわち、網膜の色を感じる細胞には3種類あって、それぞれ400~500nm辺り(赤)、500~600nm辺り(緑)、600~700nm辺り(青)の波長に最も高い感度を持っています。この3種類の刺激の割合が「色」というものを作り出しているのです。
ここで、赤(R)、緑(G)、青(B)の刺激の量をX,Y,Zとすると、X+Y+Z=1という条件で(割合の問題ですから)、x-y平面ですべての色を表すことができます(Zは1-X-Yとなる)。
このようにして作ったのが「色度図」(参考URL)であり、点(0,0)が「純粋な青」、点(1,0)が「純粋な赤」、点(0,1)が「純粋な緑」の位置です。この3点から成る直角三角形内部が、すべての色を表します。
しかし実際は、この直角三角形内部すべての色が実在するわけではなく、人間の眼に見えるすべての単色光をプロットすると、馬蹄形を描き(色度図の色のついたところの輪郭の曲線のところ)、いろいろな光を混合して作られるすべての色はこの馬蹄形の内部の点で表されます。(馬蹄形より外の色は実在しない理由は、3種類の細胞の感度分布がオーバーラップしていることによります。例えば「青の細胞のみ刺激する光」が存在しないため、さきほどの「純粋な青」は現実には知覚できません。)
さて、ひとたび網膜でR,G,Bの刺激に変換されれば、脳の中ではこの3つの刺激の割合で一つの「環」が作られます。可能性としてはさきほどの直角三角形の縁であり、現実には馬蹄形の輪郭です。この時、それぞれの刺激が元々どのような波長の光で作られたか、はもはや問題ではなくなります。

補足1:
「色の3原色」は、あくまで人間の眼に合わせたものに過ぎません。人間とは感度分布の異なる眼を持つ動物が人間のテレビや写真を見たら、妙な色あいに見えるでしょう。あるいは、もし人間の網膜が4種類の細胞から成っていたとしたら、テレビも写真も4原色要ることになります。
補足2:
ご質問に、「赤と青をまぜたら波長はどうなるか」とありますが、あくまで2つの波長の光が混在するだけです。新たに別の波長の光が発生するわけではありません。また、色度図の馬蹄形の内部は、単色光の混合で作り出しますが、その組み合わせは自由で、同じ「色」に見えても、さまざまな可能性があります。(#3さんの指摘内容。)
補足3:
「光の色と絵の具の色は別」というご意見がありますが、そのような区別は特にありません。「光の3原色」「絵の具の3原色」は、どのようにして色を作り出すか、という方法の違いです。どちらも知覚する際には光として眼に入ってくるのですから。
補足4:
#3さんの言われるように、「視覚はフーリエ変換していない。(聴覚はしているのに。)」という意見もありますが、私は、視覚もフーリエ変換していると考えてよいと思っています。聴覚がたかだか1000段階くらいの音程に分解しているのに対し、眼ではそれがたった3段階だというだけのことです。むしろ、聴覚では、複数の波長が混在していてもあくまで「混合物」として認識するのに対し、視覚では、混合物をその割合に応じてひとつの感覚(=色)として認識するという点に大きな違いがあると思います。

参考URL:http://www.shokabo.co.jp/sp_opt/spectrum/color3/color-d.htm

一般に光源からの光はいろいろな波長の光が混ざっています。それを客観的に(=感覚器の事情から離れて)表現するには、各波長と強度のグラフ(すなわちスペクトル)を示すしかありません。
一方、「色」と呼ばれているものが3原色の混合で作ることができるのは、物理学上の問題ではなく、感覚器(眼)の構造上の問題です。すなわち、網膜の色を感じる細胞には3種類あって、それぞれ400~500nm辺り(赤)、500~600nm辺り(緑)、600~700nm辺り(青)の波長に最も高い感度を持っています。この3種類の刺激の割合が「色」と...続きを読む


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