◇電磁波と音波の波長と周波数について

質問

最近、レーザー光と電動歯ブラシを使う機会があり、疑問に思ったので質問します。

　レーザー光を発射する機械であれば、例えば775nmの波長のエネルギーを出力するエネルギーの振動数は、それが電磁波のエネルギーであるとすれば１秒間に30万km進むから　30万km÷775nm≒387GHzとなります。しかし、音波のエネルギーとして考えると340メートル÷775nm≒439MHzとなります。おそらく前者だと思いますが。

　又、1分間に2万回振動する電動歯ブラシは、１秒間に約３３３回振動するので333Hzです。

　そのとき、そのエネルギーを音波として考えると340m÷333３≒1で、波長は約1メートルの長さになると思いますが、振動させるエネルギーを電磁波として考えれば、光を始めとする電磁波は１秒間に約30万km進むと思いますので、30万km÷333≒900km　の波長となると思います。

　どちらなんでしょうか？

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんにちは。

＞＞＞どちらなんでしょうか？

電磁波のエネルギー、波長は、電磁波として考える。
音波のエネルギー、波長は、音波として考える。
ということになります。

電磁波（レーザー光など）を音波のエネルギーとして考えるためには、
電磁波を音波に変換して考えなければいけません。
たとえば、電磁波を集光して、電源なしのゲルマニウムラジオのアンテナに当てる、などです。
変換してから、初めて、
音速　÷　音波の波長　＝　音の振動数
という考え方になるのです。

逆に、音のエネルギーを電磁波のエネルギーとして考えるためには、
音を電磁波に変換して考えなければいけません。
たとえば、音を反射などで集めて、それをマイクロフォンに入れて、
増幅しないで電気信号として取り出し、
それをさらに電磁波に変換する、などです。

なお、上記の「変換」は、現実には効率１００％にはできないと思いますので、
イメージとしてとらえてください。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

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　回答ありがとうございました。

回答No.4

Hayashi_Trek

自分でラジオ波メス、電気メスと書いているのに、なぜ音波だと思うのか不思議です。
ネットで調べると、電気メス（ラジオ波メス）は刃先で発生するアーク放電によるジュール熱で対象物を焼ききるようです。
つまり電流を流すと発熱する「ジュールの法則」です。
※超音波メスというのが有るようですが、これは超音波で刃先を高速振動させると思います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E3%83%A1%E3%82%B9
http://www.dental-plaza.com/gakujitu/magazine/contents/dm108/108_010-015.pdf

お礼

えーと、なんかいろいろ考えたけど、結局音波と言われるエネルギーと電磁波といわれるエネルギーは根本的に違うものなんですね。

　例えば、発電機のように回転、往復運動を、コイルなどによって発生させるエネルギーを電磁波（精神エネルギー）と言い、逆にモーターのように電磁波と言われるエネルギーを磁石やコイルなどによって発生させるエネルギーを音波（物理エネルギー）と言うんですね。

　そう考えれば、太陽光は、回転往復運動によって生じるはずで、それはつまり惑星の回転運動や、人間を始めとする動植物の物理的活動そのものから生じるのでしょう。逆に、惑星の自転、公転や動植物の活動エネルギーは、太陽光や、人間を始めとする意識体の想念や、意識活動から生じるのでしょう。

　ああ、跳び過ぎましたか。

補足

言葉の解釈は置いとくとして、熱の発生する振動数は何Hzから何Hzまでなんでしょうか。

　光の発生する振動数は、波長に変換すると約400nmから約800nmですよね．

　この質問自体があってますか？

　つまり、振動数によって音波にも、電磁波にもなるが、その境界はどこにあるのでしょうか。

回答No.3

Tacosan

常識的に考えれば「レーザー光を発射する機械」から出るエネルギーは光 (つまり電磁波) のエネルギーと解釈するものだと思うんだが.... それをなんで「音波のエネルギーとして」考えるんだろう. むしろそこに興味があるなぁ.

お礼

話は反れますが、例えば太陽光が反射してある物質が赤く見えるとき、それは赤い波長の光を反射しているからだと認識しています。

　では、青く見える、つまり青い光を反射している物質とは、何が違うのでしょうか。

　それは「色素」の違いだ、と言う人もいますが、ピンときません。
　結局、表面の凹凸、あるいは表面の凹凸に見られるような物質の固有振動数？共振周波数？波動？とも言うべき様なものが、色の違いの要因なのではないかと思うのですが、どう思いますか？もしこれを見たら回答願います

補足

高周波メス（ラジオ波メス）は４MHz、電気メスは500kHzであり、一方ではレーザー（メス？）は775nmで、炭酸ガス（CO2)レーザーは10600nmの波長であるとネットに書いてあったのですが、前者は音波のエネルギーであり、後者は電磁波のエネルギーを用いている、という解釈でよいのでしょうか。

　音波のエネルギーと電磁波のエネルギーの両者が実際に物理的に物質を焼き切る道具として使用されているという事で、根本的には何がちがうんでしょうかねぇ.

回答No.2

MOMON12345

音は空気の振動、電波は電界と磁界の変化で根本的に違います。
20KHzの信号をスピーカから出せば音であり、アンテナから輻射すればVLFの電波になります。

お礼

実際に振動している電動歯ブラシの方は音波のエネルギーを使用していると考え、光として出力されているレーザーのほうは電磁波として考えればよいわけですね。

　ところで、高周波メス（ラジオ波メス）は４MHz、電気メスは500kHzであり、一方ではレーザー（メス？）は775nmで、炭酸ガス（CO2)レーザーは10600nmの波長であるとネットに書いてあったのですが、前者は音波のエネルギーであり、後者は電磁波のエネルギーを用いている、という解釈でよいのでしょうか。

補足

「この回答へのお礼」の補足訂正です。

　レーザーメスは775nm　というのは、正確にはアレキサンドライトレーザーの波長のことです。