交流の周波数と電磁波の波長の関係

表題のふたつの間には何か関係があるのでしょうか。

No.8 回答者： noname#74145 回答日時： 2007/05/27 08:26

ANo.6です

＞この場合何が振動しているのですか。電子ですか。また振幅に相当するものは何でしょうか

振動は電子です、例えば波長１メートルの場合波の振幅ゼロの部分は電子の振動もゼロ、そこから25センチ離れた部分の電子は振れ幅最大で30億回/秒で振動しているわけです。つまり波の振幅に相当する物は電子の量と振れ幅ですね。

この回答への補足

振動するのは自由電子ですか。だんだんたどっていくと発電機の原理にまでいかないと分からないものなのでしょうか。

補足日時：2007/05/27 18:02

No.7 ベストアンサー 回答者： Mayday_Mayday 回答日時： 2007/05/26 16:24

＃３です。

電磁波は、電界と磁界（電気と磁気）を互いに直角の方向に振動しながら、真空中・空気中・物体中を移動するエネルギーの波です。
振幅は電束密度、磁束密度（若しくは単に電界、磁界）になります。
分かり易く言うと、まっすぐな電線に電流を流すと右ネジの法則にしたがって、周りに磁界が作られます。その磁界に回りにさらに電界が作られ、また、その周りに・・・という言うように伝わります。
こんな感じ↓
●http://www.saga-ed.jp/kenkyu/kenkyu_chousa/h17/b …
●http://www.phys.u-ryukyu.ac.jp/~maeno/rel/rel2.h …

普通は、こんな波で表されることが多いです。↓
●http://blog12.fc2.com/s/synm/file/tatenami.gif

ちなみに、電気系の人は電界、磁界といいますが、物理系の人は電場、磁場と言っていますが意味は同じです。
詳しいことは、マクスウェルの方程式を学ぶといいです。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81% …

この回答への補足

何が振動している野か分かりません。電子なのでしょうか。

補足日時：2007/05/27 07:55

No.6 回答者： noname#74145 回答日時： 2007/05/25 22:22

ご質問を「周波数と波長にはどんな関係が有りますか」、と言う風に書き換えて

物理的な意味合いを含めて考えますと

今kaitara1さんが指を毎秒10回の周期で上下に動かしています。
ここで毎秒１メートルの速さで横に動かすと１メートルの中に10回指が上下するわけですね。

つまり一回目と二回目の指は１/10メートル離れている訳です、これを波長といいます。10センチメートルですね。

波長＝速さ/周期という式で定義されています。

電波の場合毎秒１メートルの部分が30万ｋｍ/秒となります。指の動きに相当する電流の変化を毎秒300万回（3ＭＨｚ）とすると30万ｋｍ/300万回＝100メートル、波長が100メートルと言うことです。

例えばTBSラジオは954キロヘルツですから約314メートル、電子レンジのマイクロ波は2450メガヘルツですから約12センチと言う事になります。
さらに音波の場合は毎秒340メートルですから人間の声を仮に500ヘルツとすると340/500＝68センチとなります。

この回答へのお礼

ご丁寧な御教示ありがとうございます。この場合何が振動しているのですか。電子ですか。また振幅に相当するものは何でしょうか。質問がずれましたが教えていただければ幸いと思います。

お礼日時：2007/05/26 01:51

No.5 回答者： himara-hus 回答日時： 2007/05/25 17:03

まず、交流とは、一方方向に電子（電流）が流れる直流と異なり、行ったり来たりする電流（振動する電流）です。

交流の周波数とは、その交流の振動する周期です。
電磁波とは、いわゆる電波といわれているもので、電界と磁界が対になって変動しながら伝播します。この変動周期を周波数と言い、波長は電波の速度（光速と同じ）をその周波数で割った値となります。
　それらの電波は、交流（信号）をアンテナなどから輻射されます。
　輻射の基となった交流(信号）の周波数と電波の周波数は同じ値です。

　ところで、いわゆる電源の交流６０Ｈｚなどの周期は、発電機の回転スピードで決まります。

　

この回答へのお礼

ご丁寧に御教示いただきありがとうございます。

お礼日時：2007/05/25 17:25

No.4 回答者： chie65536 回答日時： 2007/05/25 16:03

６０ヘルツの交流電流は、１秒間に６０回振動します。

１秒間に進む中に６０個の波があるのですから、波の長さは「１秒間に進む長さの６０分の１」になります。

６メガヘルツの電磁波は、１秒間に６００万回振動します。１秒間に進む中に６００万個の波があるのですから、波の長さは「１秒間に進む長さの６００万分の１」になります。

上記の２つの文章を見比べてみましょう。

違うのは「交流電流」か「電磁波」という部分と、数字が「６０」か「６００万」という部分。

そして、どちらも「１秒間に進む長さ」は一定で、同じ長さです。

式にすると
１秒間に進む長さ（固定で不変）＝１秒間に振動する回数×波の長さ
になります。

この式は
光速（固定で不変）＝周波数×波長
と言い替える事が出来ます。

実は、波長（つまり周波数）の違う「同じ物」を交流電気と言ったり電磁波と言ったりしてるだけなのです。

で、波長が「可視光線の波長」の範囲に入ると、目で感じる事が出来るようになります。実は、交流電気も電磁波も可視光線も、ついでに言えば、紫外線も赤外線もレントゲンのＸ線も放射能を持つ放射線も、全部「同じ物」なのです。波長（つまり周波数）が違うだけの話で。

「同じ物」について表現を変えているだけですから「ふたつの間には何か関係がある」のは当然です。

この回答へのお礼

同じものの違う表現なのですね。勉強になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2007/05/25 17:23

No.3 回答者： Mayday_Mayday 回答日時： 2007/05/25 15:34

意味がちょっとわからないですが、

周波数ｆと波長λの関係は、光速度をｃとすれば、
ｆ=c/λ
ｃは一定なので、周波数が高いほど波長は短くなります。

具体的には、TVや無線通信などで、送信用アンテナに高周波電流を流すと電磁波となって空中を伝搬し、受信用アンテナで電波を受信していますが、このときのアンテナの長さは、波長の半分が基本です。パラボラアンテナなどの開口面積や利得も高周波の周波数若しくは波長によって決まってきます。
TVの八木アンテナは数十センチのアンテナが何本かありますが、もっと周波数帯の高い携帯電話のアンテナは、数センチしかないので、電話機の本体におさまってしまうほど小さいです。つまり、波長が短いからアンテナも短くなります。

この回答へのお礼

詳しく教えていただいて誠にありがとうございます。

お礼日時：2007/05/25 17:21

No.2 回答者： outerlimit 回答日時： 2007/05/25 15:22

物理学のジャンルへの質問ですから

もう少し　物理学にふさわしく用語を使いましょう

質問の交流が　交流電力(電圧・電流)の意味ならば

その波長は
その伝送媒体（送電線）における光速/周波数（どちらも同じ時間単位で）です

電磁波の波長も同様にその伝送媒体（空気・真空）における光速/周波数です

この回答へのお礼

光速が大切なのですね。ありがとうございました。

お礼日時：2007/05/25 17:19

No.1 回答者： taunamlz 回答日時： 2007/05/25 15:21

波長×周波数＝光速です。

逆に言うと「交流」にも波長があり、「電磁波」にも周波数が有ります。

この回答へのお礼

早速御教示ありがとうございました。

お礼日時：2007/05/25 17:18