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振動数について。
振動数が小さいのは、波長が長い方の光ですが、
これは真空中であっても同じように作用しますか?

A 回答 (6件)

おなじです!

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周波数×波長=波の進行速度


であることは、ご理解されていると思います

ですから、「波の進行速度」が定数なら
周波数と波長は、いつでも反比例関係です
したがって、波長の長い短いは同じ関係傾向になります

①音の波の場合
大気圧中ですと、およそ100kHz程度までは、音はよく伝達します

さて、真空の場合ですが、応用物理学で真空とは、大気圧以下の気圧状態の場所のことを言い、およそ、0.1気圧以下の気体を考える場合「真空を扱う」と考えます。
ですから、「気圧が高め」の真空なら、音は伝わります
「真空中」で音の伝達を考える場合でも、音速は共通周波数と波長は、普通反比例関係と考えてよいでしょう

ただし、音が伝達するギリギリの周波数や気圧で、波長と周波数の関係が完全に反比例かどうか?は微妙です
急激に1波か2波で無くなってしまうような波は、波長と周波数の関係がうまく定義・測定できないからです

波長・周波数・波の速度の関係は、波が定常的にサインカーブで長く伝達するから定義できるもので、「波が1つ分だけ伝わる」ような状態では、測定できないと考えるべきです

②光波の場合
電磁波は、光でも電波でもX線でも、真空中を伝わります
ですから
周波数×波長=光速度
は、真空中で完璧に成り立ちます

ただ、注意事項として、真空中と空気などの気体中、ガラスなどの誘電体中では、光波の速度は異なります
初等的には「屈折率が違うから、光の速度が異なる」という言い方をします

しかしこのときも
周波数×波長=光速度
は成り立ちますから、反比例関係はくずれません。

ただし音と同様、光が1波とか2波で消えてしまうような、光と強烈な相互作用をもつ減衰性の物体の場合には、やはり波長と周波数の反比例関係は定義できません

どうかご健闘を!
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波長 ✕ 振動数 = 波の速さ



というのは、波動の性質からくる定義のようなものです。
波の速さを一定で比較すれば、常にそのような関係になります。
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>これは真空中であっても同じように作用しますか?



どのような「作用」を想定しているのですか?

他の方の回答にもあるように、 
 光の振動数 = 光速 ÷ 波長
という関係ですから、
「空気中の光速」「真空中の光速」「水中の光速」「ガラスの中の光速」
のいずれであってもこの関係が成り立ちます。
どこを通っても「振動数」は一定なので、各物質で光速が変わると「波長」が変わることになります。

なお、
 空気中の光速 ≒ 真空中の光速 = 3.0 × 10^8 m/s
 水中の光速 = 2.3 × 10^8 m/s
ぐらいです。
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>同じように作用しますか?


この文は日本語としておかしいです。書くなら多分「同じ関係ですか」とすべき。
光の振動数と波長の関係は真空中でもガラスや水の中でも同じ関係が成り立ちます。ただし、ガラスや水は屈折率が約1.5(誘電率が約2.25)なので光が伝わる速さは真空中も速さの1.5分の1(波長が真空中での波長の1.5分の1)になります。振動数はガラスや水の中でも変わりません。
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振動数=単位時間当たりの伝搬距離÷波長


と言う関係にあります。
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