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紫外線、赤外線、レーダー波についての解説
- 紫外線は太陽から放射される光の一部で、目には見えません。肌に影響を与えることがあります。
- 赤外線は目には見えない光の一部で、体感温度を感じるために使われます。リモコンや暖房器具に使用されています。
- レーダー波は電波の一種で、物体の位置や距離を測るために使用されます。気象予報や航空管制にも利用されています。
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- 物理学
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まずこれらがすべて電磁波と呼ばれるものであることはご存知ですよね。 名前の通り電気と磁気の波なのですが、何処にでもある乾電池に何処にでもある電線をつないだだけでもその電線の周りには電場と磁場と言うある種のエネルギーを持った領域が出来るんですが、これが電池のように一定で変化しないのではなく、ある周期で変化する波を作る場合、その電線の周りには必ず電磁波が発生します。要はエネルギーの波なのです。 ラジオ波・テレビ波・レーダー波という言い方はあまり適切ではないかもしれませんが、質問文にある１から８までの順番は波の周期（紙に水平に一本線を引いてみてください。今引いた線の所から斜め上方向に線を引き適当なところで下向きに方向を変えます。そのまま今度は最初に引いた水平の線を横切って斜め下向きに線を引いていき、上側と同じぐらいの高さで斜め上向きに向きを変え、最初に引いた水平の線と交わるところまで線を引きます。これが波の１周期になります）の遅い順に並んでいるのですが、この周期と言うのは１秒間に何回繰り返されるかということをあらわしていて単位はHz（ヘルツと呼びます）を用います。たとえば1Hzとは一秒間に１回１周期の波が起こっている状態です。よくコンセントなどで50Hzとか６０Hzとかの表記があるかと思いますが、これは１秒間に５０回または６０回の波（周期で考えること）がある電源ですよと言うことをあらわしています。これを周波数と呼びます。 意外に思われるかもしれませんが、光も電磁波なので電波と同じように波の性質を持っていて、人間はその波の周波数の違いを色の違いとして感じ取ることが出来ます。質問文では抜けていますが４の赤外線と5の紫外線の間が可視光線で、これも他のものと同じ電磁波です人間の目は赤外線や紫外線は感じることが出来ませんが、可視光線も他の電磁波と同じで周波数を持っています。可視光線は周波数の低い側が赤色（虹の色の順番で）周波数の高い側が紫色になります。赤外線とは赤よりも周波数の低い波なので赤外（IR・英語では赤よりも低いと表記します）と呼ばれ、紫外線は紫よりも高いと言う意味で紫外（UV・英語では紫を超えた）と呼ばれます。 1Km・1ｍ・1nmなどは波長と呼ばれる表記の仕方です。電磁波の速度は光と同じ速度なのでおおよそ秒速３０万キロですが、一秒間に波の１周期分が進んだ長さをさして波長と言います。たとえば1Ｈzであれば１つの波の長さは３０万キロとなります。ラジオ（AM放送）などでは1000KHｚ（一秒間に 1000000周期）前後ですので1000KHｚ波長は300ｍほどになります。テレビでは3×3桁ほど高い周波数ですので10ｃｍ赤外線や可視光線紫外線は更に周波数が高くなるのでnm（ナノメーター・１０億分の1メートル）や更にその千分の一であるxxx-3nm（１兆分の1m）のような表記がされます。 紫外線よりも波長の短い部分のものは放射線と呼ばれ（宇宙線もこの範疇でです）ガンマ線やX線など人体にとってきわめて危険なものもあります。 おまけ極端に周期の早い（波長の短い）電磁波が放射線と呼ばれることを書きましたが、放射線にはアルファ線・ベータ線・ガンマ線・中性子線と言う種類がありますが、ガンマ線（X線はガンマ線の一種です）だけが電磁波で他の放射線は電磁波ではなく粒子です。
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- trytobe
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実は、テレビやラジオを視聴するためにアンテナで受信してる電波も、周波数（１秒間に何回波が来るか）でチャンネルを合わせてますが、 その周波数の桁がどんどん変わってくると、ごく一部の範囲だけ人間の目に「色」として見える電波があるのです。 どっちも光速（１秒に３０万ｋｍ）で電波が飛んでいくので、周波数が少ないほど波長（波一つ分の長さ）が長い（だから１秒で通過できる波の数＝周波数が少ない）という特徴は、全部共通なのです。 ただ、赤外線より波長が長いものは人間に見えないし波長が長いので遠くまで回り込んで届く通信に使えるもので、 紫外線より波長が短いものは人間に見えないし波長が短いので回り込むのが苦手な分、まっすぐすごく直進性が強くて皮膚をいためたり、さらにはカラダを貫通してレントゲンが撮れてしまうのです。
お礼
すみません。 私にはよく分かりません。
- shintaro-2
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>難しく解説されると理解できないので、小学生にも分かるようなレベルで解説していただけると助かります。 無理 大原則として、 光、電波、ガンマ線、X線は、すべて電磁波と呼ばれるもので仲間です。 電磁波だけでなく音でも成立するｖ＝ｆλ という式がありまして、 ｖは速度、ｆは周波数、λは波長 周波数の違いにより、電波とか光（可視光）とか、赤外線とかX線と呼ばれます。 太陽の光がプリズムで分離されると、虹のようにさまざまな色に分離されますが、 その色の違いは波長（および周波数）の違いです。 電磁波の場合はｖ＝ｃ：約秒速３０万ｋｍ（1秒間に地球を７周半というあれ）です。 １-３のラジオ波、テレビ波、レーダー波というのは、一般には使われない言葉です。 まとめて電波と呼びます。 例えば、FM放送の東京FMの周波数が80MHｚ（１秒間に、８０×１０^6回振動する）の場合 波長がλ=ｃ/fより、大体300/80メートルとなります。 電磁波の周波数により波長が異なり、 波長は ラジオに使う周波数＞テレビに使う周波数＞レーダーに使う周波数＞赤外線＞可視光＞紫外線＞ガンマ線 となります。 周波数は右に行くほど高くなります。 ＞１km、１m、1nm、10の３nm（３が右上に小さく書いてある）、1nm、10-3nm（ー３も右上に小さく書いてある）、10-6（ー６も右上に小さく書いてある）nmとか書いてあります。 これらの数字の意味は何ですか？ 中学で習う指数というやつです。右肩の数字をここでは”＾”を使って標記します。 １０００ｍは１ｋｍまたは10＾３ｍと記載します。 数字が少ないうちは良いのですが、０が増えると、 書ききれないので右肩に数字をつけます。 1000kmは10＾６ｍです。大きくなる時はｋ,M,G,Tとなりますが、それぞれ１０００倍ですので10^3、10^6、10^9、10^12と書きます。 逆に短く（小さく）なると １ｍｍは1/1000ｍとか10^-3ｍと記載します。 １μｍは1/1000ｍｍとか10^-6ｍ、10＾-3ｍｍと記載します。 小さくなるときはｍ、μ、ｎ，pとなり、1/1000倍ですので、それぞれ10^-3,10^-6,10^-9,10^-12と書きます。
お礼
数字の意味がおかげで理解できました。 あとは難しいです。 ありがとうございました。
- kenpiro3313
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お礼
ごめんなさい。 ちんぷんかんぷんです。
- hg3
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小学生にも分かるようなレベルということなので、基礎の基礎から説明します。 まず、色というのは光の波長によって決まるのです。 色彩検定のテキストなら、どこかに色と光の波長の関係が説明されているはずですから、まずは、そこをよく読みましょう。そこには以下のような説明も書かれているはずです。 光の波長の内、人間の目で見える範囲を可視光線といいます。可視光線の波長は約400nm～700nmです。(数字はテキストや参考書によって多少異なると思いますが、だいたいこのような数字と思います。） ちなみに、”nm”は、ナノメートルと言って長さの単位です。1m(メートル）の1000000000分の1が1nmです。 この1000000000分の1というのをいちいち書くと面倒なので、10の-9乗と表すことがあります。 （10分の１が10の-1乗、その10分の1つまり100分の1が10の-2乗、・・・と9回繰り返したのが10の-9乗、逆に10倍の10倍が10の2乗、10倍の10倍の10倍と3回繰り返せば10の3乗です。） この何乗というのを、10の右上に小さい数字で書くのです。つまり10の-9乗は、10の右上に-9と小さく書きます。 ご質問の右上に小さく書いてある数字の意味はこれのことです。 尚、パソコンの文字で小さく書けない時は、10＾-9のように”＾”の記号を使って表示します。 話を光に戻します。 可視光線より波長が長いものは赤外線、赤外線よりさらに波長が長いものは電波です。 可視光線より波長が短いものは紫外線、紫外線よりさらに波長が短いものがX線、X線よりさらに波長が短いものはガンマ線です。 つまり波長の長い順に、電波→赤外線→可視光線→紫外線→X線→ガンマ線となるわけです。 これらの波のことをまとめて電磁波と言います。光（＝可視光線）も電波も、電磁波の仲間で波長が違うものだということなのです。（それぞれの波の波長がいくつかはテキストとか参考書に書いてあると思いますので、割愛します。） さて、この電波ですが、電波の中でも波長の長さによってさらに細かく分類されています。 電波の中で波長が短いものがマイクロ波、それよりも少し波長の長いものが短波、それより長いものが中波、それより長いと長波と呼ばれます。その他にも分野によって様々な呼び方をすることがあります。 マイクロ波は、水の分子を振動させ、温める性質があるので電子レンジで使われます。 レーダーは、一般にマイクロ波を使いますので、これをレーダー波と呼ぶことがあるようです。 同様に、テレビの送信には短波を使うのでこれをテレビ波、ラジオは短波～長波を使うのでこれをラジオ波と呼ぶことがあります。 宇宙線というのは、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線のことで、上記で説明した電磁波の内、ガンマ線は宇宙線の一種に該当しますが、それだけに限らず、他にも様々のものがあります。 色彩検定にはあまり関係ないので、詳しく知る必要はなく、「宇宙を飛び交っているガンマ線やその他の放射線」とでも覚えておけば十分でしょう。
補足
ご丁寧にありがとうございました。 10-9などの意味がよく分かりました。 テレビ波の波長は１ｍとテキストにありますが、波長の波の山のてっぺんから次の山のてっぺんまでの距離が１ｍと解釈していいでしょうか。
お礼
エネルギーの波と書いていただいて電磁波が理解できました。 ご丁寧にありがとうございました。 テキストを見てもちんぷんかんぷんだったのがちょっと理解ができました。