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電磁波とは?

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電磁波をざっくり説明すると、電場や磁場が波のように進む現象です。
あぁそうなのかで終わらず、そもそも「波」とは何かについて考えましょう。

波とは?

水を例にとって考えましょう。
例えばお風呂の水に何も変化がないとき、ただ平坦な液体があるだけです。

そこに指をちょんとつければ、うねうねした水が広がりますね。
このうねうねが波です。

このように、波は振動している様子が伝わっているだけであって、
新しい物質が突然出現しているわけではないのです。

つまり「波」とは物質ではなく現象ですよね。

これと同様に電磁波は電磁波という物質はでなく電磁気における波という現象なんです。

電磁波には大きな特徴があります。
それは媒質がないことです。

先ほどの水の波で言えば、媒質は水、
地震であれば大地、
音であれば空気ですよね。
これらの物質の振動が伝播していきます。

しかし、電磁波は振動している物質と言うものはありません。
では何が振動しているのかというと、先ほど言った電場や磁場なのです。

場とは?

ここで新しいというものが出てきました。
我々になじみ深い重力を例にとってこの場について考えましょう。

重力は何も触れていないのに力が働きます。
ではなぜ力が働くのでしょうか。
物理学ではこの問いに答えるためにと言う概念を導入しました。

「場」の中に「その場を感じ取るもの」があれば、「力」をそれが受けます。
「重力場」の中に「質量を持つ物体」があれば、「重力」をその物体が受けます。

重力場というものを皆さんの目で直接確認することは出来ませんが、
その重力場内に質量のある物体を置けば、その物体は重力を受けるので落下するので、
そこで初めてそこに重力場があると認識できます。

電場も同様です。
電場もそこに電荷を持つ物体を置けば静電気力を受けます。
ただし目には見えません。

場とは力を発生させるフィールド、まさになのです。

電波とは?

ここで電磁波の話に戻りましょう。
電磁波とは電場・磁場の振動の伝播でした。

電波に的を絞って話をすると、
何か目には見えないけれども、電場というものが波打って伝播してくる
そして、そこに電荷を持つ物体があればそれが突然力を受ける
そういった現象を引き起こすものが電波です。

詳細は省きますが、電波は磁波を伴って振動するので、電磁波とまとめて言ったりします。

電磁波の利用

電磁波を利用したものに電子レンジがあります。
電子レンジは内部に電磁波を飛ばし、
その振動が食品の水分子に影響を及ぼし水分子が振動します。
その振動が熱に変換され食品が温まります。

※水分子は極性(電気的な偏り)を持つので、分子単体で電場の影響を受けます。
例えば水道水をゆっくり流して、その水流に静電気を持った棒を近づけると水流が曲がります。

通信技術に利用されます。
情報を電波の振動に変換し、
その電波を飛ばし、アンテナでその振動をキャッチします。
電波がアンテナを通過することで、内部の電場が振動します。
するとその電場内にある電子が力を受け振動します。
その振動を信号としてデバイスが解析し目的に沿った動作をします。

その他にも電磁波には様々な性質があり、様々な場面で利用されています。
興味のある方は是非色々調べてみてください。

投稿日:6日前
更新日:6日前
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数学コミュニティですが、物理の話をメインでしていきたいと思います。 ふーんの気持ちで見てもらえれば。

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