光とか、電磁波とか音等の波について教えてください。

光や音、電気信号の強さは、その波の振幅だと思うのですが、周波数（波長）、振動数は強さに関係しないのでしょうか。高い周波数にするにはエネルギーがより必要だと思うのですが、。赤い光より、紫外線の方が力が強そうですし、何か振動させて音を出す時、低音より、高音のほうが同じ強さ（振幅）なら、高音のほうがエネルギーが確実に必要だと思います。温度についても、分子の振動数が高いのが温度が高いと言う事ですから。
なのに、その波が弱くなる時、減衰は、振幅が減るのであって、振動数、周波数は減りません。青い光が弱くなると赤くなるとはなりません。

どう考えればよいのでしょう。

よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 回答ありがとうございます。
  
  難いのですが、エネルギーと言うのは（性質：波長または振動数）X（振幅）で表されて、性質は変わらない、と言うご説明と思います。
  
  性質の部分でギターの弦を例にされてましたが、その例だと分かります。ある意味、電子のエネルギーバンドのような（かなり違う？）。でも、例えばモータでも、エンジンでもそういったものは回転数が上がるとそこから出る音は高くなっていきます。高い音はエネルギーが必要だといえると思います。作るときに高いエネルギーが必要なのに、弱くなっていく時に、つまり、エネルギーが低くなっていく時に、作るときと同じように、低いエネルギーで作った性質（低い音）になって行かないのが、理解できません。「そう言うものだと」するしかないのでしょうか。定性的に納得できる例とかないものでしょうか。
  
  それから、ドップラー効果はその観点からは、どう説明できるのでしょうか。

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/05/02 15:11

No.4 回答者： rabbit_cat 回答日時： 2015/05/02 16:55

同じ波動でも、ギターの弦（弾性体上の波）、水面波（流体上の波）、電磁波、では、振動数・振幅とエネルギーの関係は異なります。

弾性体上の波であれば、波のエネルギーは
「振幅×振動数」
の2乗に比例します。

電磁波では、波のエネルギーは、振幅の2乗のみに比例して、振動数にはよりません。
（量子力学で出てくる、E=hνという式は単一の光子のエネルギーであって、波のエネルギーではありません）

水面波は、複雑（水深によって振動数への依存性が異なる）ですが、深い海の場合は、波のエネルギーは、振動数には依存しない（振幅のみで決まる）です。

No.3 回答者： fxq11011 回答日時： 2015/04/28 19:17

強い、弱いの定義があいまいなままのためそんな疑問が生じます。

エネルギーが強い＝振動数。
波が強い、ではなく波が大きい（小さい）＝振幅です。
科学でも日本語が非常に重要です。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2015/04/26 20:34

基本的には、波動の持つ「エネルギー」は、振動数に比例します。

　ただし、それだけではなく、同じ振動数であれば「エネルギー」は振幅に比例します。「波の強度」とは「振幅」を指します。つまり「大きく揺れる」か「小さく揺れる」かということです。減衰によって「揺れの大きさ」は小さくなります。

　振動数とは、「どのように揺れるか」「振動のしかた」ということで、「揺れが大きい、小さい」とは性質が異なります。例えば、ギターのような楽器で50cmの弦をはじけば、50cmの長さで振動します。半分の25cmにすれば25cmの長さで振動して、50cmのときのオクターブ高い音（振動数が2倍）が鳴ります。
　50cmの弦を振動させている限り、減衰したからといって弦の振動が60cm、70cmに変わったりはしません。50cmの弦である以上、そんな振動のしかたはできません。
　つまり、「振動数」はどんな値でも自由に取り得るものではなく、振動の条件から特定の値に決まるものなのです。

　これに対して、「振幅」は連続的にどんな値でも取り得ます。

　つまり、波のエネルギーは「振動数」「振幅」の両方に関係しますが、「振動のしかた」によって振動数が決まってしまえば、エネルギーの「増減」は「振幅」だけで起こるということです。

　音（「空気」の振動、気圧の高い／低いの「粗密波」）でも、光や電波などの電磁波でも、基本は同じです。

No.1 回答者： tanuki4u 回答日時： 2015/04/26 18:25

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

波長 λ における電磁波エネルギーは 周波数 ν における光子のエネルギーと関連している。