物を燃やすと電気又は磁気が生まれる。？

質問

「電磁波とは電気（電場）と磁気（磁場）のそれぞれの成分が垂直に組み合わさって周期的に変化して発生する波動のことである。」
質問１
例えばろうそくを燃やしてどこから電気或いは磁気が発生するのでしょうか。
電磁波の歴史は周波数の低い方から発展してきました。周波数が高くなるにつれ回路が複雑になりますが、光となると急に簡単になり、乾電池と豆電球で作れてしまいます。それより高い放射線はまた難しくなります。
質問２
光もＡＭ、ＦＭ、ＰＭ（位相）変調して使うことができるのでしょうか。

回答No.4

walkingdic · ベストアンサー

>発光ダイオードも中では高温になっているんでしょうか。
いえ、電子の振動による電磁波の発生は必ずしも熱である必要はありません。
発光ダイオードの場合には、電流が流れることで得るエネルギーが直接光に変わります。
かなりイメージしにくい話で量子力学という学問で扱いますけど、厳密性は犠牲にしてできるだけわかりやすく言います。

、まず電子は原子核の周りのある軌道上を回っています。一番したの軌道にいるときを基底状態といいます。次にその電子に運動エネルギーを与えると電子はより遠くの軌道を回るようになります。これを励起状態といいます。発光ダイオードであれば電流により与えられるわけです。

励起状態から基底状態に軌道が遷移するときには、電子は激しく両方の軌道を行き来します。これが電磁波を発生させ、そして電磁波を出すと運動エネルギーを失うので、また基底状態の軌道に戻ります。

このようにして発光が起きます。

光が発生する仕組みというのはひとつではなくいろんなものがあるのです。

たとえば荷電粒子をリング加速器で高速にまわしても放射光と呼ばれる光が出ます。日本何もｓｐｒｉｎｇ８という加速器で放射光を作り、さまざまな実験をしています。

中には単に電子を走らせて、その経路に電子を上、下、上、下、、、、と揺さぶる仕組みを作り、光を出すということもできます。（自由電子レーザと呼ばれています）

化学反応により光を出させる場合もあります。
これはディズニーランドとか花火大会などで売られている、夜に光るやつがありますよね。

方法はさまざまということですね。

お礼

詳しく解説ありがとうございました。よくわかりました。

回答No.3

walkingdic

＞質問１
＞例えばろうそくを燃やしてどこから電気或いは磁気が発生するのでしょうか。
振動する電場が生成されます。そのため電磁波が生まれます。
まず、物が燃えるというのは、平たく言うと「酸化する」という化学反応です。
ただこの酸化反応で直接振動電場が生まれるわけではありません。
この化学反応では熱が生まれて高い温度になります。

温度が高いと原子・分子は激しく振動します。さて、原子にしても分子にしても、構成しているのは原子核と電子です。原子核の陽子は＋の電荷を帯びています。電子は－の電荷です。ここで電子は熱振動の影響で電子も激しく振動することになります。
＋の電荷である原子核とマイナスである電子の空間的な位置関係がそれにより激しく変化することになります。
すると電場は＋と－の電荷の間に生じていますから、これも激しく振動することになり、振動電場が生まれます。

振動電場が生まれたらそれにより磁場が生まれ、磁場により．．．と電磁波が出来上がります。

豆電球も中のフィラメントが加熱することで同じように光が出ます。

＞質問２
＞光もＡＭ、ＦＭ、ＰＭ（位相）変調して使うことができるのでしょうか。
ＡＭは一番古くはのろしがその一種でしょう。
ライトでモールス符号を打てば、光による通信となります。

ＦＭもできます。ただまだ用途が限定されています。周波数があまりにも高いので難しい部分があります。干渉計など特殊用途になります。通信用としてはまだ使われてはいませんね。

ＰＭは研究レベルではあるかもしれませんが、私はお目にかかったことはありません。

お礼

回答ありがとうございます。　まさに知りたかったことです。

高温により陽子と電子が振動して電場が発生するんですね。
発光ダイオードも中では高温になっているんでしょうか。
樹脂に固められていて豆電球のような耐熱構造にはなっていないようですけど。

光でパルスが作れるのは理解してたのですが他にもあるのかなと思ったものですから。

回答No.2

tono-todo

質問の論点がはっきりしませんので、少し補足下さい。

1)電磁波がそれぞれの成分が「直交して」・・同時に伝播しますが、直交しているかどうかは不明です。直交の定義は何ですか？
教科書等では、同時に付随してのニュアンスを示すために垂直に交わった絵が理解を助けるために使われますが、正確には正しくありません。
電磁波は真空中を伝播しますので、波型に表された形は捕捉できません。あくまで波のイメジ図と理解して下さい

2)ろうそくを燃やして電気が発生する・・とはどういう文脈の中で解説されているのでしょうか？
熱エネルギーを電気エネルギーに変換するには道具立てが必要です。
ろうそくの明かりも光ですから、電磁波の仲間ではありますが、そういうことですか？

3)光が急に簡単になる・・なんのことでしょうか。
光と電磁波が同じものだ、というのはマクスウェル以降の話で、それ以前は別物と考えられていました。
光は他の何者でもなく光として研究されてきましたから、光としての知見は電磁波と無関係に数多くあります。
そのことを指して、簡単、というならその通りです。
乾電池と豆球で作られる、ということをもって簡単というなら、エジソンに至る、明かりを発明する歴史をもっと尊重して下さい、といいたい。

4)変調して使うことができるようになるでしょう。
電波は可視光線よりはるかに長い波長領域ですから細工はし易かったのだと思います。

どうも、質問にはミートしていないのではないか、と思います。
何を知りたいか、少し具体的に論じて下さい。

補足

すみません漠然とした質問になってしまいました。
1)　最初に書いた文はある本からの引用です。実際には波というより鎖の輪が空間を広がっていく感じだと思いますけど。
2)　はい。ろうそくの光は電磁波だから電波と同様に電界と磁界が組み合わさったものが出ているわけですよね。一種の回路の無い発信器みたいなものですよね。
3)　技術の発達によりＳＨＦ、ＥＨＦへと開拓（開発）が進んでいるようですが、この延長で波長が数百ナノメートルの電磁波（つまり光）を数百ナノメートルのアンテナから発射できるようになるのでしょうか。
でも実際は電球やダイオードを光らせた方が早いですよね。どうしてこの周波数帯だけは簡単にできるのかなと思ったのです。
4)　変調して使えるんですね。ありがとうございました。

回答No.1

debukuro

物が燃えるとイオンが発生します
これを検出するのが「イオン式火災感知器」です

燃焼ガスが磁界中を流れるとイオンが力を受けて動きます
これを利用しようというのが「MHD発電」です

光も位相を揃えれば意味のある変調波が作れます
これを利用したのがレーザー通信です

お礼

ちょっと質問が見えなかったかも知れません。
レーザー通信は位相変調を利用しているんですね。ありがとうございました。