電磁波について質問です

質問

短い波長の電磁波（電波かな？）を、波一つ分だけ送ることはできますか？

電磁波がひもや水面波と同じ伝わり方をするというのに納得がいきません。
電磁波で検索していろいろ調べてみたのですが、
ひもや水面波は一回だけの振動が遠くまで伝わるのが図解されているのでわかりますが、
電磁波は最初から波がいくつか連なった状態で説明されています。

波一つが伝わる電磁波は存在しないということですか？

波一つが伝わることをご存知の方はそれを簡単に確かめられる方法があれば教えていただければ幸いです。（電子工作ありで）

また、電磁波の伝わる様子をわかりやすく図解したサイトがあれば教えてください。

回答No.5

tance · ベストアンサー

No.3 tance です。

＞では仮にですが、1メートルの波長をもつ電磁波を発信する装置と、その波長を受信する装置を１０メートル離して置き、（できるかはわかりませんが）波ひとつ分だけ（約三億分の一秒）動作させると、（約三億分の十秒後に）受信する装置がひとつだけの波を検知するということですか？

そのとおりです。単に10m離して受信機を設置するのではなく、5mのところからの反射波を
送信機の場所で受信するようにしたものを「レーダー」と言います。もちろん、5mの所だけでは
なく、広範囲で受信波を捉え、戻ってくるまでの時間を計って距離に換算しています。

当然、反射波が戻って来る時には送信波はOFFになっていないと微弱な反射波を捉える
ことができませんから、送信波はまさにバースト波で、波をいくつか出し終わったら今度は
少しも波を出さないようにして微弱反射波の受信に耳を澄ませます。

きれいなバースト波を出すのはそれなりに難しく、信号伝送の帯域幅などが十分に
ないと切れの悪いバーストになってしまいます。

お礼

みなさん、ありがとうございました。
もやもやしたものがすっきりしました。

もっと勉強して皆さんの回答を生かせるようにしたいと思います。

tadysさんの回答も大変興味深い内容でしたが、tanceさんの回答が私が知りたかったことと一番近いように感じたのでベストアンサーにさせていただきます。

回答No.4

tadys

＞波一つが伝わる電磁波は存在しないということですか？
存在しますよ。
連続で有ればどんな波形の波でも連続して正弦波の重ね合わせで再現できるというのがフーリエ変換の意味する事ですからね。
（条件さえ合えば連続でなくても良い）
好きな形の波をフーリエ変換すればどんな周波数の(連続的な）波から出来ているかが分かります。

波が孤立した形で伝搬する現象はソリトンと呼ばれて19世紀に発見されています。
http://www.geocities.jp/ikuro_kotaro/koramu/397_soliton.htm
光通信などの応用に期待されています。
「ソリトン 実験」、「ソリトン応用」などで検索すると良いでしょう。

＞波一つが伝わることをご存知の方はそれを簡単に確かめられる方法があれば教えていただければ幸いです。（電子工作ありで）
パルス信号を同軸ケーブルに流すのは駄目ですか？同軸ケーブルを流れるのは電磁場ですから。
電波として送りたいのであれば極めて広帯域のアンテナが必要になります。
帯域が十分に広く無い場合は一つだけの波では無くて複数サイクルからなる波（バーストパルス）になります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
とても面白い話です。
フーリエ変換という言葉と意味合いは調べましたが、その本質を知るには数学をもっと勉強する必要がありそうです。

ソリトンは、水と光ソリトンについて調べましたが、「分散と集中が均衡した状態で進む波」という理解でよろしいでしょうか。

しかし、光（電磁波）のソリトンは、物質との相互作用で起こるものらしいです。
真空中に広がる電磁波だとソリトンは起こりづらいのかもしれません。

＞パルス信号を同軸ケーブルに流すのは駄目ですか？
そうですね、できれば真空中か空気中の電波として確かめたいです。

回答No.3

tance

パルスには違いないのですが、バースト波と言った方が当たっています。
バースト波とは、なにも波のない状態から突然波が出てきて、その後いきなり
消える、といった特徴を持った波です。

波が出ている期間の長さは変えられますので、１波だけの波動も作れます。

極端な話し、笛をピーっと吹くと、音の波が「無し」「有り」「無し」と変化します。
吹いている時間をどんどん短くしていくと１波だけの笛の音波というものも
作れます。（人間業ではできませんが）

インパルスという語も検索してみてください。

これは電気でも光でも実際に作られ、利用されています。

参考URL：

http://www6.cncm.ne.jp/~shiro-f/sp_trn/sp_trn.htm

お礼

ご回答ありがとうございます。
パルス波はオンとオフで作る波、
バースト波はたくさんのパルス波があつまったもの、
インパルスは瞬間に流れる強い波、ということでよろしいでしょうか？

もうひとつ、たとえば水面に一回だけ軽く触れるとひとつの波紋が単独で広がっていきますよね？

では仮にですが、1メートルの波長をもつ電磁波を発信する装置と、その波長を受信する装置を１０メートル離して置き、（できるかはわかりませんが）波ひとつ分だけ（約三億分の一秒）動作させると、（約三億分の十秒後に）受信する装置がひとつだけの波を検知するということですか？

回答No.2

Executione

＞波一つが伝わる電磁波は存在しないということですか？

TM波やTE波ではなく、という意味でしょうか？

補足

すみません、素人の上に不勉強なものでTM波やTE波などについての知識がなく、調べてまいりました。

電界の波と磁界の波が両方とも一回振幅する波でお願いします。

回答No.1

Willyt

パルスというのがあります。これは半波長ですが、これを送受信することは簡単にできますよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。
「電磁波　パルス」で検索したところ、攻撃性の電磁波について出てきたので
スルーしていました。

少し調べてみましたが、細かい波の振幅を変えることで一つの大きな波を作っているものかと思います。求めていたものと少し違うようです。
（見当違いのことを言っていたらすみません）