電磁波（ただの波？）の基本がわかりません。

質問

理系の方、教えて下さい！
専門以外は全く無知な素人（文系）です。日常の疑問を理系の友達に聞いても
怪しげな専門用語で捲し立てられ、分ったような分らないような気分でいます。
どなたか丁寧に解説して貰えませんか？m(_ _)m

質問１
まず、短波の意味が良く分かりません。(^^;
HFが短波でVHFが超短波？？周波数が上がれば波長が長くなるのでは？なぜ超？

質問２
LFがHFより遠くまで伝わるのは、隣の部屋の低音は聞こえるけど
高音は聞こえないのと同じ感じかな（？）とイメージしています。
しかし超～超～超低音は壁を突き抜けるけど耳では聴くことができません。
なので、波長5kmはどのように受信しているんですか？1/4波長でも凄いですよね。
船舶無線ってどうなっているんですか？（＠＠）

質問３
光ってどうして目に見えるのですか？
人が可視光線を認識できるのは、ある特定の周波数で細胞が振動し（共鳴し？）
それが刺激となって脳に行くのですか？それとも600nm波長を各細胞が吸収し、
その減衰度（吸収度？）で色を判断するのですか？

質問４
中学の授業で、夕陽が赤いのは大気の層を通過できた赤が見えるためで、
海が青いのは反射された青が目に写るのだと教わりました。
なるほど！と思ったんですが、水中から太陽を見ても赤くはないし、
サングラスをかけても赤くはありません。
（サングラスを掛けた人を見ても青くはなかった。）
それってただ周波数フィルタが違うっていう話だけでしょうか？フィルタ特性？

回答No.16

mydummy

音楽でもそうだと思うけど、簡単にするといってもある程度の正確さは守らなければならないお。
「ショパンのポロネーズ第6番変イ長調　作品53」を「英雄ポロネーズ」と書くのは十分許容範囲だと思いまつが、
英雄ポロネーズはドビュッシーの作品で、Summertimeはショスタコーヴィッチが作曲した、
という書き込みを見ても訂正する気がないのなら私は言うことがないお。

視物質が光を吸収すると神経細胞に電流が流れる、という表現は許容される範囲でつが、
視物質が光を吸収すると電子を放出するという説明は許容しがたいお。
簡単さは同程度でつが、一方はある程度正確で一方は問題があるお。
後者はショパンを山田耕筰といわれたようなものだお。
どちらもピアノ曲を作っていて似たようなものでしょ？といわれても違うものは違うとしか答えようがないお。
音楽に興味のない人に簡単に説明するときでも、簡単ででも事実に沿って説明すると思うお。
ガーシュウィンをわざわざGeorge Gershwinと記述するくらいだから、それは理解できることだと思うお。

あと、科学でも練習用に正確さを多少失っても簡単にすることはあるお。
高校で習う古典力学は相対論的に言えば間違ってまつが、
練習として普通に教えられてるお。
そういうものだお。

回答No.15

foobar

同じく、ご質問からは離れてしまいますが、理系の弁護（というか言い訳）を少々、、、。

（専門）用語
きちんと定義されている用語を、正確に使って説明すると、誤解の入り込む余地が少なくなります。また、用語（や使い方）によっては単に物事を表現するだけでなく、その背景ある枠組み（説明の筋道、話の土俵）を限定することもあります。（たとえば、光の話をするときに、「波長」という用語を使えば、波として話を進めていますし、「光子」という用語を使うときには粒子として話を進めていると）
で、上手に使えば非常に便利なんですが、あいまいな使い方（や誤用）をすると、誤解を招く元になる危険もあります。（たとえば、「『電磁波』を”電波（波長の長い電磁波）”の意味で捉えている人」が、「『電磁波』を”X線”の意味で使っている説明」を読むと、誤解してしまいます）
ということで、（特に自分の専門分野での）用語には気を使うことが多いです。

話の枠組み
用語とも関連していますが、話の枠組み（話の道筋、土俵、前提）も気になることが多いです。同じような物事でも前提(仮定）が違うと、結果が180度変わることもありますので。（たとえば、上記「電磁波」だと、いま問題にしているのがどれくらいの波長のものか、で話はごろりと変わってしまいます。）
また、別の筋道（別の枠組み、）で説明できるものもあって、そういう筋道で説明しようか悩むこともあります。（「＊＊って何？」のような質問では、説明の仕方が何通りも考えられることがあって、結構悩みます）

#8さん回答にあるように、「対話的な」説明が、こういう話の筋道や用語の意味合いの確認（場合によっては修正）が要所要所でできますので、本当は一番良いのですが。

お礼

長文でスミマセン。m(_ _)m
私は近所の大人達にポピュラーピアノを教えていた頃があったんですが、生徒さん一人一人のレベルに合わせて全て編曲していました。ｘｘｘ鉄鋼のおじさんはジャズが好きだからこうして…、あそこの奥さんは指が届かないだろうからこうして…、と原曲通りの楽譜では無いけど楽しんで貰えればと思って努力をしました。生徒さんからすれば技術の壁や表現の壁があったかと思いますが、苛立ちによる感情の衝突はありませんでした。私が易しく編曲しすぎたのかもしれません(^^;、その証拠にGeorge GershwinのSummertimeを白鍵だけで弾けるようにしてあげたら「先生、これじゃ民謡か演歌みてぇ、もうちょっと格好良くなんねぇ？（笑）」とより高度なレベルを要求してきました。
私は誤解があったり厳密さを欠いても最初は易しく一通り説明し、イメージ付けすることの方が大事だと思っています。生徒さんが一通り（誤解を交えて）理解すると、今度は辻褄が合わない部分（ちょっと高度な論理展開）に関して質問してきます。民謡Summertimeに気づかない人もいますし、気づいててもそれで満足する生徒さんもいます(^^;。「先生、それ違うんじゃねぇ？」と指摘される方が嬉しかったです。｛お！よくその違いに気づいてくれた！みたいな。｝。「この音は代理音でこっちの音が正しいんです。でもほら、指が届かないでしょ？じゃ、正しいこっちの音で練習します？」と弾いて見せます。
ただ八百屋のご主人がショパンの英雄ポロネーズを弾きたいって話があったときは本当に苦労しました(^^;。もちろん編曲にです。こういったスキルは音大生に教えるのとは違います。
私の理系友達に限って言えば、光の質問→電磁波→マクスウェル→数式公式→の論理展開で、理系の学生さんに対しても素人文系に対しても同じようにしか教えられない気がしてきました。
回答者の皆さん、ためになるお話ありがとう御座いました！m(_ _)m

回答No.14

anthracene

質問とは関係なく、理系のお友達の弁護ですが（笑。

理系の人間は自分の専門分野に関して不正確な表現、議論を嫌う傾向があります。文系の人だってそうでしょうが、理系人はより専門知識に関してオタク的なところがありますので。
別に文系の人を馬鹿にしているわけでも、知識の不足している人のことが分からないわけでもなく（いや、これはあるかな）、ただ単に、自分の知りえることをあますことなく伝えたいだけなのです。

実際には、理系の人間だって難しい議論になるとたとえ話や不正確な議論でも分かりやすくするために使いますが、そんなん当たり前じゃんというレベルになってしまうと、知識全開になってしまうんですね（笑。

実際の先端研究レベルになると、頭の中でいろんな想像をポワポワとできる人の方が、他人の思いもよらないことをやってくれるので、知識だけあればいいわけではありませんが。

お友達には、とにかく知識全開モードを抑えるように、手綱を絞って回答してもらうようにしてください。
悪い言い方かもしれませんが、専門家は上手いこと利用してやると、自分が苦労せずにすみますので。

それにしても質問者さんは素人とおっしゃっていますが、質問の内容を拝見するに、なかなか理系人的な思考をお持ちのようですね。

一応質問にも回答しておきますが、質問３については、質問者さんの認識でよいと思いますよ。細かいこと言い出すと切りがありませんが、おおざっぱにはそういう流れですから。

また、水の色については、散乱の効果もあるでしょうが、水自体が赤色を吸い取ってしまうため、補色（分かります？）である青っぽく見える効果も働いています。NO.8さんが水が赤色を吸い取ることをかかれていますね。

お礼

理系の人達に質問するって大変なんです！！（＞＜）
文系の質問って素朴で日常的なものが殆どなんですよ。生活していてふと疑問に思ったことを知りたい、ただそれだけの欲求です。そういう質問に対し奴らは（理系の友達ら）は専門用語と数式公式を持ち出してくる。で、その専門用語を質問すると2回くらいは答えてくれるけど、段々向こうも苛立ってきて「勉強が足らん」「話にならない」って追い返されるんです。
翌日ネットで量子学とか電磁気学を調べて質問に行くと「理解していないで量子って単語使っているでしょ？（怒＆飽きれ）」と質問の仕方が悪いとか言葉の定義が明確でない等の揚げ足を取る。ここからはもう量子論の講義（実際はお説教モード）です。
私が言いたいのは、漠然と自分の言葉で質問しても「質問の意図するところが分らない」もしくは「ｘｘｘ学を読んでから質問しているの？」となり。自分なりに勉強し奴らに合わせても、知りたい内容の話（私の質問の回答）をしてくれない。
理系文系お互いに非があると思いますが、100%正確な内容であっても10%も受信できないのであれば、70%正確さで40%受信できる方が良いと思っています。

理系の皆さん、文系人の苦労を察してあげて下さいm(__)m

回答No.13

MoulinR539

宇宙を飛び交う電磁波のほとんどが地球の大気層にはじかれて地上に達しないのですが、可視光線は通り抜ける性質が強く地上にふんだんに降り注ぎます。我々の目はこの可視光線の反射具合を知覚することで、物事の識別ができるように進化したのだということでしょう。

お礼

地球上に到達しない電磁波は、生命の進化からみれば別に認識する必要がなかったってことですね。なるほど、人間が基準ですか。
可視光線を中心（基準）に両隣を短波長波と命名されていた方が文系人にも理解できたのだと思います。だって速い遅いの比較も自分が基準でして、チーターを速い、亀を鈍いと素直に感じれます。
もしくは最初から比較で表現するのをやめて800MHz帯とか絶対数で呼ばれていたほうが、イメージができないにしろ混乱はないと…。関係ない話でした、終わりにします。m(__)m

回答No.12

foobar

#8、#10できちんとした回答がされているので、回答自体はそちらに任せて
若干補足

「(1)電磁波と可視光線も同じ種類だとすると人の目の受信の仕組みとアンテナの受信の仕組みは同じなの？」
仕組みは異なります。
テレビや携帯電話の電波と可視光線では波長（や周波数）で5から6桁違います。これだけ桁が違うと主に引き起こす現象が変わってきます。
（空気の振動でも、1秒間に一度くらいの振動だと、直接体に圧力を感じますが、可聴周波数になると音として感じられて、それを超えるとまた感じられなくなるような、、そんなイメージかなと）

「(2)可視光線という意味は、見えない電磁波があるわけで、どうして人は対応できないのか、周波数が高すぎても低すぎても辛いのはわかる。そうであれば機械のアンテナも同じはず。送信側は設備にお金をかければいいのですが、受信側ってどうなるの？」
やはり電波でも周波数が大きく違うと同じアンテナは使えません。
衛星テレビやGPS用のアンテナでは、電波時計やAMラジオの電波を受けるのは無理です。
やはり、扱う対象に応じた物を用意してやる必要があります。
（電波望遠鏡あたりになると、電波の検出に赤外線と類似の「電磁波による加熱」を使った検出とか、可視光線と同様、励起という現象を使った検出器も使われるのだとか）

「　（音楽では同じ音の高さが共鳴するから、送信も受信も同じにしなけばいけない。）」
音の場合でも、たとえばマイクみたいに共振させずに音を拾うものもありますよね。オーディオでも鳴らすスピーカはそれなりの大きさがあるけど、音を拾うマイクはそれに比べると桁違いに小さいとか。それに近いものかと。

「(3)理系の方々は皆、短波短波という。何が短いのか聞くとｘｘｘMHzと周波数でお答えになる。」
短波とか長波とかいうのは、電波の波長に着目した分類です。（電波の呼び方（分類)にメートル波、センチメートル波、といった分類がありますが、それに近い呼び方かと）

「理系の人達ってどうやって短さや超短さをイメージしているんだろう？？」
私の場合は、波長（テレビあたりだと数m、可視光だと0.6μmとか）や、周期(特性時間、μ秒くらいで起きてる物事か、m秒くらいで起きてる物事か、、）でイメージすることが多いような。

お礼

分かり易い説明、有難う御座いました。納得しました。

回答No.11

mydummy

質問２
突き抜けやすさ（透過損失）と曲がりやすさ（回折）を区別していないのは混乱するお。
LFがHFより遠くまで伝わるのは、曲がりやすさと電離層での反射によるところが大きいお。
隣の部屋の低音は聞こえるのは突き抜けやすさが主原因だお（密閉された室内には音は曲がってもはいれないお）。

波長5kmの電磁波を受信するにはバーアンテナを使うお。
http://wpedia.search.goo.ne.jp/search/%A5%D0%A1%BC%A5%A2%A5%F3%A5%C6%A5%CA/detail.html?LINK=1&kind=epedia
身近なアンテナは「アンテナをある波長にあわせた長さにしてその周波数だけ受信する」という方略だけど、
バーアンテナは「原始的な方法で波長にかかわらずなんでも受信できるようにして、コンデンサ等をつなげて目的の波長を取り出す」んだお。

質問３
人間の目には、下記4タイプの光吸収特性を持つ視物質があるお。
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Cone-response.png
可視光線帯域全体に反応する視物質なんてないお（図Rのこと？）。
あと赤を吸収する物質なんてないお。
緑中心にを吸収する物質と黄緑を中心に吸収する物質があって、
その差分から赤を中心とする帯域が強調されるんだお。
どの物質も光を吸収しても電子なんか放出しないお。
Gタンパク経由の酵素代謝反応経由でイオン電流の変化を惹起し、
それが視神経を伝わって信号となるんだお。

お礼

突き抜けやすさと曲がりやすさは違いますね。そこら辺は区別していませんでした。
というのも（また音楽で喩えて恐縮ですが、）隣の部屋のバスドラの音は減衰されながらも正確に聞こえてきます。
壁で反射を繰り返してきた音はエコーのように複雑になります。3回反射した音と300回反射を繰り返した音では
タイミングがずれてしまいます。「聞こえる」という意味では聞こえるんですが、情報を正確に伝えるという意味では、
あまり良策ではない気がしました。
昔のテープから雑音を除去するのは大変です。それなら録音レベルは低いけど正確に録音されている方がよい。
アンプの出力を上げればノイズフロアーもあがりますが、それでも極度にエコーが掛かった曲を聴くより容易いです。

「どの物質も光を吸収しても電子なんか放出しないお。
　Gタンパク経由の酵素代謝反応経由でイオン電流の変化を惹起し、
　それが視神経を伝わって信号となるんだお。 」

私は理学生でもないし試験を受ける訳でもないので、電子を放出する説明で問題ありません。（＾＾；
多くの回答者さん達の説明を聞いて私なりに勝手に解釈できたのは、
光の周波数にそれぞれエネルギーみたいなものがあって、機械のような無機物に当たれば電子がながれ、
有機物にあたれば刺激となって脳に伝達する。
空から隕石が落ちて地震が発生する、隕石にもそれぞれ大きさがあってそれが地震の規模の違いになる。
だけど街は破壊されるから、絶えず復旧を繰り返さないといけない。そのためには毎日栄養を取りなさい。
バランスの良い食事を心がけなさい。

間違っている！と専門家からは指摘がくると思いますが、
こういうイメージのほうがしっくりくるんです。所詮文系ってこんなもんです。

詳しい解説有難うございました。ｍ（＿＿）ｍ

回答No.10

joshua01

こんにちは。ひさしぶりに正面切って正統派のご質問ですね。

＃８の方が大変良い回答をされていますので、私は補足を・・・
それでも少々長くなりそうですが、次のような説明ではいかがでしょう

ポイントのひとつとして、“「周波数」に比べ「波長」は意識してもあまり役に立たないのですが・・・“

　まず、電波を、次のようにご確認いただきましょう
電気は電線を通るのはご存じでしょう。そして、電線に電気が流れるとその周りにわずかながら磁力が発生する中学生のころの理科の授業はご記憶でしょうか（その電線を束ねて磁力を集中させるのが「電磁石」ですね）。一方、その電線に流れる電気の強さを変動させると、電気と磁気が相互に助け合って、電線の外に電気が飛び出します。これが「電磁波」で、原理的には電池と電線とスイッチさえあれば、「電波」を発生させることができます。電池にスイッチを介して電線をつなぎ、そのスイッチをものすごい勢いで繰り返し入れたり切ったりすればよいのです。（現在はそのスイッチとして「トランジスタ」というものが使われています。）
（この原理はマクスウエルさんという人が電気と磁気の数式の組み合わせの中で発見し、ヘルツさんという人が実際に強力な電源とスイッチの組み合わせで実証しました。）

さて、スイッチを1回入れる、あるいは1回切るだけで瞬間的な電波が出ますが、電波に情報を組み込むためにはオンオフを、ある程度速く繰り返し行う必要があります。そして、他人の通信との混信を避けるためにはこの繰り返し速度（1秒間でのオンオフ回数：周波数）の違いで区別する仕組みが発見されましたが、一方で、この「周波数」が大きく異なると電波の飛び方が変わることにも気がつきました。

　それらが明確に意識された頃、使用される周波数は1秒に100万回（１MHz。今のAMラジオの周波数）くらいで、エンジンにつけた発電機の構造やスイッチの構造を工夫して何とかこの速度を実現していたのです。これが、この当時の常識的な速度であり、MF（Midium　Frequency　普通の振動速度）です。
　やがてもっと速い速度だと、よりたくさんの情報を送ったり、独特の伝わる特性を利用することができることから、そちらが有効に考えられるようになりました。これがHF（速い振動速度）です。

さて、その後、さらに速い振動速度が使われるようにはなりましたが、ここでしつこく確認しておきたいのは、「振動を速くしても、伝わる速度自体は同じ」ことです。
　スイッチを一回入れると、一瞬、電波が発生し、その波は1秒に30万Kmの速度で周囲や宇宙に飛び出していきます。スイッチを繰り返してオンオフするとたくさんの波が並んで出て行きますが、1個の波が走る速度はいつも1秒３0万Km。こうなればわかりますね。1秒に1回のオンオフなら、ひとつひとつの波同士の間隔は30万Km,1秒に10回なら3万Km、1秒に100万回なら３００ｍ。これが波長です。

　従って、周波数が速いほど波長は短くなるので、「周波数が高い＝短波」、「もっと周波数が高い＝超短波」という言葉が生まれたのです。

これは音でも同じです。空気の圧力の揺らぎの伝わる速度は振動の速度に関係なく1秒約３４０ｍ。1秒340回振動する太鼓の音は1個１ｍの波であり、3400回振動する笛の音の波は1個10cmです。

一方、この「波長」、あまり意識しても意味はないかもしれません。考えてみれば、音だって、こんなに波長が違うのに、同じ耳の穴で十分聞こえます。やはり感覚的には「音の高さ」として、周波数のほうが意識しやすいでしょう。

　・・・というわけで、携帯電話などで1秒に10億回くらいの周波数の電波を日常的に使用している現代の私たちから見ると、100万回程度を「普通の振動」とし、数百万回を「高い」と称した先輩たちをちょっと笑ってしまいますが、実はその後にも、同じ過ちが繰り返されました。
　衛星放送などで使われている1秒100億回くらいの電波を「マイクロ波」と言いますが、この波長は１ｃｍくらいで、決して「マイクロ」（ミクロン）ではありません。装置を開発した当時の、「こんなに速い振動（短い波長）が使えるなんてすごいだろう」との誇りが感じられますが、その後、波長が数mmの電波も使用されるようになって「ミリ波」と名付けられるに至って、「マイクロ」より「ミリ」のほうが波長が短い・・？？？という矛盾した用語が、それでも現在ではちょっとした苦笑とともに根付いています。

（もちろん、波長も、意識すべきときはあります。音の波長に合わせたパイプにより、オルガンの響きがより良くなるように、ある比率で波長に合わせた（１／４はご存じのようですね）電線は、高い効率で電波を受けるアンテナの機能を持つことができます。一方、電線を無理矢理巻き込んだ「コイル」などを併用することで、1MHzのAMラジオも見かけのアンテナ無しで何とか聞こえています。）

　おって、周波数が低いほど飛びやすいのは、概ね音と同じに理解して良いでしょう。特に、壁の脇から内側に曲がって入ってくる「回り込み」はまさに同じ原理で「波長が長い」ことが有利に影響します。（携帯電話は回り込みが難しいので、基地局数で救おうとしています）
　さらに、３０MHｚ以下であれば、地球を取り巻く「雲」のような特殊なプラズマの帯である「電離層」で反射するので、宇宙に飛び出てしまう電波が再び反射して地球の裏側にも伝わるため、特に遠くまで飛ぶように実感できます（時間帯と使用する周波数で反射の仕方が細かく変わるので、時間によって周波数も切り替える必要があるのが難点）

　さらに、波長数Kmの波として、かつて船舶の位置を知るための「ロラン」などがあったのは事実です（今ではGPS）が、さらに、現在良く売れている「電波時計」は波長約５Kmの電波（1秒6万回の振動）を使っています。
（送信アンテナは数百mの鉄塔。受信側は数ｃｍのコイルという超アンバランス！！）

さてさて、長くなってしまい、私のほうが楽しんでしまったかもしれませんが、ご質問の趣旨にあっていましたでしょうか。
お役に立てば幸いです。

お礼

イメージできました！
（送信アンテナは数百mの鉄塔。受信側は数ｃｍのコイルという超アンバランス！！）
この↑説明が欲しかったんです。
いま私の頭の中にはホルンやチューバの管楽器があって、直線は無理だからクルクルと巻いて何とか対応している。
そんなイメージです。これであっているかどうかはいいんです。つじつまが合い納得できればOKなんです。（文系ってそんなもの）

「私のほうが楽しんでしまったかもしれませんが、ご質問の趣旨にあっていましたでしょうか。」
質問の趣旨は、
(1)電磁波と可視光線も同じ種類だとすると人の目の受信の仕組みとアンテナの受信の仕組みは同じなの？
(2)可視光線という意味は、見えない電磁波があるわけで、どうして人は対応できないのか、周波数が高すぎても低すぎても辛いのはわかる。そうであれば機械のアンテナも同じはず。送信側は設備にお金をかければいいのですが、受信側ってどうなるの？
　（音楽では同じ音の高さが共鳴するから、送信も受信も同じにしなけばいけない。）
(3)理系の方々は皆、短波短波という。何が短いのか聞くとｘｘｘMHzと周波数でお答えになる。音楽では低音高音がありそれは聞こえる音の範囲から考え誰でも感覚でわかる。理系の人達ってどうやって短さや超短さをイメージしているんだろう？？

私のつたない質問の意図を読み取ってくれて有難うございます。

回答No.9

walkingdic

一点だけごめんなさい。

>そうなんですか？？友達に騙されました。
>彼は10キロあるって言ってました。

確かに周波数にして６０ｋＨｚになるので使われています。
計算間違えです。（たまーに単位を間違えてしまいます）
これが検出できるのは平たく言えば波長は長いけど、周波数にすれば一秒間に６００００回も振動している電磁波という波を取られることになるから出来なくはないからです。
検出の容易性は波長で考えるのではなく、周波数範囲で考えます。

>多くの理系の方たちは何故貴方のような分かりやすい回答をしてくれないのでしょう？
多分キチンと理解しきっていないのです。
素人に説明するには数式では説明できません。数式による説明などは厳密だけれども、頭の中で数式ではなくイメージとしてきちんと理解できるには更により深い理解が必要です。
中途半端に数式ベースで理解しているだけだから、専門の話をうまく素人にもわかるようにイメージを組み立てて説明できないのです。

では。

お礼

「検出の容易性は波長で考えるのではなく、周波数範囲で考えます。」
誤解していました！
音楽が好きなもので、ついその、音だとこうだとかというイメージで捉えていました。
共鳴するときって送信側も受信側も同じような構造をしていて、送信側がでかければ受信側もでかくなければいけないようなイメージです。
専門用語が出てこないので言いたいことが伝わるかどうか不安ですが、地震のとき細かい揺れは高層ビルではなんともないのですが、
大きい揺れはビルがしなると聞いたことがあります。(民家はその逆。)
つまり低周波にはそういう大きい受信アンテナが必要なんだろう…という勝手な思い込みで、
潜水艦や船にはそんなのが入っているの？っていう短絡的な疑問でした。

回答No.8

walkingdic

ご質問のように素人に専門の話をする場合には一番よいのは直接話をインタラクティブにしていくことなんですけど、とりあえずはご質問についてお答えしましょう。

>質問１

まず、電磁波と考えず、単純に波について考えて見ましょうか。
波というのは山、谷、山、谷、山、谷、、、、、と続いていますね。
そしてそれはどんどん先に進んでいきます。水面の波紋にしても音にしてもそうです。
で、波には波長、周波数、そして進む速度というものがあります。

周波数というのは、波のある特定の場所（どこでも良いです。どこでも同じですから）にて、山、谷の繰返す回数が、一秒間に何回繰返しているのかという数字です。

では波長とは？
波長は、単純に波をみて山から山、あるいは谷から谷の長さ、つまり山と谷で一組としたときの長さをいいます。

最後に波の速度です。実はこれが重要です。
基本的には波の速度というのは周波数や波長に関係なく速度は一定です。
（同じ媒質を通る場合。媒質によっては分散といって周波数や波長で速度が変わることもあります。）

速度が一定ということは、どういうことなのか。
周波数が１０Ｈｚということは１秒間に１０回山、谷を繰返します。
もしそのときに波の速度が１ｍ／秒だったとしましょう。
すると、波の速度は１秒で１ｍ、周波数が１秒で１０回だから、１ｍの長さの波を見ると、その中には１０個の波があることになります。ということは、１ｍの中に１０個あるので波長は１０ｃｍです。

もし、周波数が１００Ｈｚ、つまり一秒間に１００回だとしましょう。
１ｍの中に１００個あるから、波の長さは１ｃｍになります。
つまり、波の速度が一定なので、波長と周波数は、

波長＝波の速度／周波数

という式で表せます。すると疑問であった、

>HFが短波でVHFが超短波？？周波数が上がれば波長が長くなるのでは？なぜ超？
の答えはわかりますね。
ＨＦよりＶＨＦの方が周波数は高いです。つまり周波数が高いということは波長は短くなるのです。
短くなるから「短波」「超短波」というのです。

>質問２
>LFがHFより遠くまで伝わるのは、隣の部屋の低音は聞こえるけど高音は聞こえないのと同じ感じかな（？）とイメージしています。

はい、そう思ってくれてもよいです。

>しかし超～超～超低音は壁を突き抜けるけど耳では聴くことができません。
それは人間の耳が対応していないからです。なまずであればわかるのかもしれませんね。
あとあまりゆっくり過ぎるともはや音とはいえなくなってしまいます。その場合には振動といいます。

>なので、波長5kmはどのように受信しているんですか？1/4波長でも凄いですよね。
電磁波で波長が５ｋｍというのはどこからきましたか。そんなに長い波長というのは船舶無線でも使われていませんよ。

>質問３
>光ってどうして目に見えるのですか？
人間の目には、光の波長（色）に関係なく、つまり可視光線の範囲であれば全部吸収する物質、そして青を吸収する物質、緑を吸収する物質、赤を吸収する物質の全部で４つの物質があります。
で、どの物質も光を吸収すると電子を放出します。この電子が視神経を伝わって信号となるわけです。
ちなみにこの物質はビタミンＡから作られているので、ビタミンＡが不足するといわゆる鳥目になるわけです。
というのも光を吸収してしまったものは電子を放出して形を変えてしまったので、それはそのまま使えませんので排出され、新しいものが必要になりますから、どんどん新しいものを供給しなければならないためです。

よくまぶしいものを眺めているとその後しばらく物が良く見えなくなることがありますよね？
あれは一気に沢山使ってしまったので、補給に時間がかかっているためです。

>質問４
>中学の授業で、夕陽が赤いのは大気の層を通過できた赤が見えるためで、海が青いのは反射された青が目に写るのだと教わりました。

光の波長の場合には、かなり短い波長なので、空気中の分子などにより散乱という現象がおきます。
つまり分子に当って進行方向が他に行ってしまうという現象です。
この性質は波長が短いほど影響が強くなります。

さて、夕日の場合太陽は大気に対して斜めに入ってきて、地上に届くにはかなり長い大気の距離を通過します。
そのため、青い光はみんな散乱されてどこかにいってしまい、地上に届く光は赤が主体となります。それが夕日となるわけです。

海が青いというのも同じ散乱で説明されます。水の中に入った光は、波長の長い赤は散乱されませんけど、青い光は散乱されます。もし、散乱がない場合には水は人間の目には見えません。人間の目に光が入らなければ見えないからです。つまり透明ということになります。
だから散乱された青の光が見えるわけです。

>なるほど！と思ったんですが、水中から太陽を見ても赤くはないし
はい。実は太陽からの赤の光は先に述べたように散乱はされにくいので、太陽をみると赤く見えてもおかしくありません。夕日のように。
ところが一つだけ大気中の夕日の場合との違いがあります。それは水です。実は水は赤い光をよく吸収するのです。そのため、せっかく赤い光は散乱されないのに水分子によって赤の光は吸収されてしまうのであまり赤が見えないのです。

ちなみにこのように水が赤い光をよく吸収するから、太陽により水の温度が高くなり、夏には水か温かくて海水浴が楽しめるわけです。一方で台風が発生する原因にもなりますけどね。

お礼

「電磁波で波長が５ｋｍというのはどこからきましたか。そんなに長い波長というのは船舶無線でも使われていませんよ。」
そうなんですか？？友達に騙されました。
彼は10キロあるって言ってました。
専門用語でまくし立てる嫌な奴ですが。

あと質問３の回答は素晴らしいです！私でもイメージつきました！
貴方は凄い人ですね！感動です！

質問４の回答も凄い！！！理解できます。感動ですよ、これ！
多くの理系の方たちは何故貴方のような分かりやすい回答をしてくれないのでしょう？
無知な文系をウザいと思っているのでしょうか？頭が良過ぎてバカな人の疑問を知らないのでしょうか？
貴方のような人が学校の先生だったら私の進路が変わっていたのかも知れません。
本当に本当に有難うございました！！ｍ（＿＿）ｍ

回答No.7

nature345

「電波法」に数字の正しいのが書いてあります。
ここの詳しいことはココム（輸出禁止項目とかに触れるので公開不可）

３，はほとんど正しいです。
４、は屈折（光も波、高い周波数が有ります）
　　　の関係かな、ここは理科の教科書には有りませんか。

お礼

有難うございます。