電磁波(光)がもっている2つの性質って何ですか?またそれらの2つの性質を式で表すとどうなるのですか?

A 回答 (3件)

では・・・


調べると良いHPを参考URLに載せておきます。
まあ、ここを調べると基本的に何でもわかるでしょう。

参考URL:http://homepage2.nifty.com/eman/quantum/contents …
    • good
    • 0

siegmund です.



困っちゃいましたね~.
「授業でやっていないので聞いたこともない」ことに関連したレポート(?)が
出るとも思いにくいですが...
レポート問題の答をそのまま書くのはどうも気が進みません.
せっかくですから,ヒントだけ.

もう一つの質問では,粒子と思っていた電子にド・ブロイ波なんていう波の話が
出てきたんですよね.
そうすると,電磁波(「波」ですよ!)と思っていたものにも電子の時と逆の
話があってもいいんじゃないでしょうか.
「光子」なんて言葉もありますよね..
    • good
    • 0

なんだかレポート問題のような気がするので(違っていたら失礼)ヒントだけ.



takuymt さん自身が別の質問で,ド・ブロイ波というキーワードを書かれていますが,
ド・ブロイ波とはどういうことでしたっけ.
ド・ブロイの関係式にエネルギーが入るやつがありましたよね.

この回答への補足

授業でやっていないので聞いたこともないんです。何から調べたらいいのかもわかりません。すみません。

補足日時:2001/05/21 02:06
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q画像の問題の解説(補足の画像)で、3式までは分かるのですがその下で 2式÷3式より X/R=2/3

画像の問題の解説(補足の画像)で、3式までは分かるのですがその下で

2式÷3式より
X/R=2/3

となっておりますがこれは2式÷3式より、なぜ「X/R=2/3」になるのでしょうか。
またこの計算は何をしている(求めている計算)なのでしょうか。

Aベストアンサー

2式÷3式は、つまり、
RX^2/(R^2 + X^2) ÷ R^2X/(R^2 + X^2)=2÷3 のことで、
∴RX^2/(R^2 + X^2) × (R^2 + X^2)/R^2x =2/3 これを正直に計算すると
X/R=2/3
が出てきます(^^)
「またこの計算は何をしている(求めている計算)なのでしょうか」ですが、
②式と③式を満たすXとRの関係を求めるためになされている計算です
・・・質問の意味からずれましたかね(・・?)

参考になれば幸いです(^^v)

Q光の性質

質問です。
光は物質を透過すると、物理的性質がどう変化するのでしょうか。
上記質問は、光の波長、周波数、速さに関してお答えください。

Aベストアンサー

真空(≒空気)中の光の波長 λ
真空(≒空気)中の光の速度 c(3.0×10^8m/s)
真空中の光の周波数     c/λ
透過させる物質の屈折率   n

とすると、

透過させる物質中での光の波長  λ/n
透過させる物質中での光の速度  c/n
透過させる物質中での光の周波数 c/λ

と成ります。

具体的に例えると、
真空中波長600nmの光が、
屈折率1.5のガラスの中では400nmの波長になりますし、
速度は20万km/sに落ちます。
周波数は速度を波長で割ったものであり、
速度が小さくなって波長も小さくなってますので変化しません。

Q光の性質について

光には、波としての性質と、粒子としての性質があると聞きました。
一見矛盾するこの2つの性質を同時に持ち合わせるというのがイメージできません。
なるべく簡単に説明していただけないでしょうか。

Aベストアンサー

ミス訂正
×SU(2)(3×3行列で
○SU(2)(2×2行列で

まぁそもそもの話として、粒子1個と、アボガドロ数(10の23乗)の個数の分子が集まったものとでは、ふるまいが全く違うのも当たり前の話で、それに応じて概念を変えるのも自然なことだと思うんですよね。

実際、我々が光を見るのだって、物体からはね返ってきた(もしくは熱振動などで発生した)光子のまとまりが眼球内の錐体細胞と作用して、それを視神経と脳のネットワークで解析して云々、とかなりややこしいことをやっているわけで、そこで光が粒子だの波動だのと一々実感しているわけじゃない。
それを無理矢理我々の日常生活の中で培った概念のアナロジーによって類推したところで、当たることもあれば外れることもあるというだけの話でしょう。

ちなみに量子論関係の本を読めば「そういう話」が腐るほど出てきますから、それを拾い読みするだけでも結構楽しめるかと。(もちろん、最終的には数式という骨組みと演習によるトレーニングをやらないと「概念が身に付いた」とはとても言えないのですが)

※そもそも、ニュートン力学の理解すら怪しいのが現実のような……

ミス訂正
×SU(2)(3×3行列で
○SU(2)(2×2行列で

まぁそもそもの話として、粒子1個と、アボガドロ数(10の23乗)の個数の分子が集まったものとでは、ふるまいが全く違うのも当たり前の話で、それに応じて概念を変えるのも自然なことだと思うんですよね。

実際、我々が光を見るのだって、物体からはね返ってきた(もしくは熱振動などで発生した)光子のまとまりが眼球内の錐体細胞と作用して、それを視神経と脳のネットワークで解析して云々、とかなりややこしいことをやっているわけで、そこで光が粒子だの...続きを読む

Q光と電磁波の干渉

 光ファイバの本に,光通信の長所の一つに電磁波の影響を受けない(電磁ノイズに強い)ことが
挙げられています.しかし,同じ本に光は電磁波の一種(人間の目に見えるという意味)であると
書いています.
同じ電磁波同士ならば干渉するような気がしますが,どう解釈すればよいのでしょうか.

Aベストアンサー

光(電磁波)は基本的に電荷がなければ相互作用できません
(新しい電気信号は生まれません)。
(もちろんエネルギーの高い光(ガンマ線)などであれば、真空中で
 電子と陽電子をたたき出すので互いに影響を
 与えることはできるでしょうけど。。。)

光ファイバと通常の信号線(メタリックケーブル)の違いは
一方はガラスという非金属の誘電体で一方は金属であるということです。
メタリックケーブルの場合はそこに電磁波があると
伝導電子と相互作用して新たな信号を発生し、
しかも伝わりやすいのでノイズになります
(アンテナです。でも周波数などが違えば
 これもある程度分離できます)。
一方、光ファイバの場合は電磁波があっても、
ほとんどガラスと相互作用しないため
ファイバが電磁波を拾うことはありません。
もちろん中の光とも相互作用しませんし、
電磁波(GHz程度)があっても構造上
光ファイバを伝わっていくことはできません
(さらに、受光素子で受信もできません)。

つまり、メタリックケーブルはアンテナになりうるけど
光ファイバはアンテナにならないという違いです。

光(電磁波)は基本的に電荷がなければ相互作用できません
(新しい電気信号は生まれません)。
(もちろんエネルギーの高い光(ガンマ線)などであれば、真空中で
 電子と陽電子をたたき出すので互いに影響を
 与えることはできるでしょうけど。。。)

光ファイバと通常の信号線(メタリックケーブル)の違いは
一方はガラスという非金属の誘電体で一方は金属であるということです。
メタリックケーブルの場合はそこに電磁波があると
伝導電子と相互作用して新たな信号を発生し、
しかも伝わりやす...続きを読む

Q光=電磁波の根拠

光=電磁波という事実の根拠はなんでしょうか?
高校くらいで習ったとき、そうなのかあという感じだったけど、
よく考えてみると、どういう実験したら、もしくは、どう考えたら、
光が電磁波だと言えるのでしょうか?

また、一体、誰が最初に発見したんでしょうか?

Aベストアンサー

 
不正確かも知れませんが、次のように考えると、または説明すると分かり易いのではないでしょうか。

天文学で使う観測装置に、「干渉計」というものがあります。これ単独で使うのではなく、色々な装置と一緒に使うのですが、干渉計の原理というのは、ある一定の距離を離して、観測装置を置き、二つの観測装置が受信した信号を、一つに合わせると、どういう風に信号げ変化するかを見るというものです。

これは、どういう意味を持っているかというと、例えば、一つの恒星があるとして、恒星は或る距離にある訳で、その星を観測する位置が違えば、違った位置に見えるはずです。そこで、観測位置を変えるには、もっとも大規模なものは、地球の公転運動によって、最大2天文単位離れた場所から恒星を観測できるというのがあります。

このとき、恒星の見かけの位置が違っていた場合、これを「視差」と言います。記憶では、1天文単位の距離で、視差が1秒になる場合、その恒星は1パーセクの距離にあると定義したはずです。こういう方法で、恒星の距離を、視差を直接測ることで計算することができたのです。

これは実は一種の干渉計になっています。正確には干渉を利用していないので、干渉計ではありませんが。

これと同じ原理で、地上に、或る距離d離した位置に観測装置を置き、或る恒星を観測し、その観測した光を重ね合わすと、その星から観測点までの距離が、dに応じて変化します。地球の自転運動に応じて、恒星から観測点まの距離は変化し、これは干渉がどのように起こるかで、観測している光の波長と、恒星と観測点のあいだの距離、そしてdの値で一定の関係が出てきて、このような方法で、恒星の距離を測ることが理論的には可能なのです。

原理的な話になりますが、干渉計で、天体の光を観測することもできれば、電波を観測することもできるのです。無論、光と電波では、受信装置が異なっています。しかし、dを連続的に変えて行くと、可視光線よりも振動数の低い「光」が観測できるはずで、実際、赤外線などは、観測できます。

他方、電波の方も、振動数を上げて行くと、非常に高い振動数の電波、例えば、光の振動数に対応する電波も観測できるはずです。

もし電波と光が別のものなら、同じ振動数で、しかし、光と電波という二つの波動が重なっているような観測があるはずです。ところで、現実には、こういうことは観測されないのです。

光の連続スペクトルが描けるように、電波の連続スペクトルというものも描けます。この連続スペクトルは、振動数が増えて行くと、電波と光で、連続して繋がっているように観測されます。つまり、光の振動数のところに電波は観測されず、電波の振動数のところに光は観測されないのです。

光は振動数が低くなると、電波のような性質が出てくるのであり、逆に電波は、振動数が高くなって来ると、光に似た性質が出てきます。

両者は光速で運動することが確認されています。

更に、光は、偏光現象があり、偏光現象は、電場や磁場によって影響させることができ、この影響は、丁度、電場と磁場が直交して交互振動しているのが光だと解釈すると、説明が付くような現象です。

電場と磁場が直交して交互振動しているのが、実は、マックスウェルが研究した電磁波なのです。電波とは電磁波のことです。

ここまでの観測の話で、光と電波は、振動数の異なる、或る波動実体ではないかという推論が出てくるのであり、光の偏光現象は、光が電磁波の性質を持っているということを証明しています。

干渉計の観測で、光と電波が振動数の移行によって連続しているように思え、更に、光が偏光から電磁波の性質を持つとなると、両者は、同じ実体の振動数の異なる現われだと考えるのが、それに反証する事実が見つからない限り、自然だということになります。

電磁波と光が同じものであるというのは、素粒子物理学での電磁力の交換力粒子が光子であるというような話まで展開しないとならないのかも知れませんが、以上の、スペクトル的に、電波と光は振動数をパラメータとして連続している。そして光には偏光現象があるということだけで、両者は同一実体・同一現象の振動数の違いによる現れの違いだと考えてもよいと思います。
 
 
なお、結晶などに対する、電磁波の反射・屈折・透過・吸収などの理論モデルに従い、光を振動数の高い電磁波だと考えて計算した結果が、現実の光の反射・屈折・透過・吸収などの現象と一致するというのは、光は、電磁波と考えて扱うと、その挙動が計算できることになります。そして、振動数のスペクトルで、光の振動数に当たる電波はなく、代わりに、そこには光があるということが、追加的に、光と電波は連続しており、光は電磁波だということを示しているのではないでしょうか。
 

 
不正確かも知れませんが、次のように考えると、または説明すると分かり易いのではないでしょうか。

天文学で使う観測装置に、「干渉計」というものがあります。これ単独で使うのではなく、色々な装置と一緒に使うのですが、干渉計の原理というのは、ある一定の距離を離して、観測装置を置き、二つの観測装置が受信した信号を、一つに合わせると、どういう風に信号げ変化するかを見るというものです。

これは、どういう意味を持っているかというと、例えば、一つの恒星があるとして、恒星は或る距離にあ...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報