最終更新日: 2014 年 7 月 25 日

波とは何ですか?

波動とは伝播するエネルギーです！

波が環境内の撹乱の伝播であると言うだけでは、波が何であるかを理解するのに十分ではありません。
速度、波長、周波数が波を特徴づける 3 つの特性であると言うだけでは、波とは何かを理解するのに十分ではありません。
波が伝播媒体の特性に応じて決まった速度で移動すると言っても、波を示すものではありません。
波が物質を運ばずにエネルギーを運ぶと言っても、波の性質については何もわかりません。

ここで、垂直方向のジェスチャーで振るロープを想像してみましょう。この単純な動きにより、一定の高さの波が描かれ、前方に伝播するように見えますが、実際にはロープの点は動かず、各点が垂直に行き来します。この振幅から、ロープを振る力についてはわかりますが、波そのものについてはわかりません。波とは何かを理解するには、ロープを取り外し、空気分子がロープの機械的圧力を受けることを想像する必要があります。この瞬間、媒体（空気）に残るのはエネルギー、つまりロープの動きによって生じる力だけです。このエネルギーにより気圧が平衡値付近で振動し、圧力はこの値付近で交互に増加および減少します。

波（つまりエネルギー）は空気分子を輸送せずに移動させます。ロープを振る限り、2 つの隆起または 2 つのくぼみの間の距離を測定できます。この距離はメートル単位で測定される波長です。ロープを振るリズムは、ヘルツで測定される波の周波数に対応します。メートル/秒で測定される波の速度は、波長と周波数の積に等しくなります。

波とそのフィールド

波は安定した媒質中を伝播し、平衡状態に戻ることができます。音波の場合、平均値に対して相対的に変化するのは空気圧です。電磁波の場合、それは電磁場の平均値に対して相対的に変化する電磁場の強度です。

電気は琥珀のように静電気を帯びることがあり、こすると小さな物体を引き寄せます。磁気は磁石のように静的な場合もあります。しかし、これらのフィールドが一緒に動くと、自己伝播する横方向電磁波。

電磁波は、電場が磁場と結合すると形成されます。このとき、それらは互いに直角に振動し、進行方向に対して垂直に伝播します。言い換えれば、磁場と電場の振動は常に互いに垂直ですが、波の方向にも垂直です。

２種類の波は、機械的そして電磁、媒体内でエネルギーを輸送する 2 つの方法です。水中の波と空気中の音波は、機械波の 2 つの例です。このエネルギーの輸送により、物質 (固体、液体、気体、プラズマ) は輸送されずに破壊または振動し、水や空気の分子は衝突しますが、同じ場所に留まります。

可変磁場は可変電場を誘発し、その逆も同様であり、この 2 つは密接に関連しています。これら 2 つのフィールドは、次のように説明されます。ジェームズ・クラーク・マクスウェル(1831-1879)、それらが結合すると、電磁波が形成されます (画像を参照)。電磁波は、機械波とは異なり、伝播するために物理的環境を必要とせず、真空の宇宙であってもどこにでも伝わります。光、電磁波、およびすべての放射線は、同じ物理現象から生じます。電磁エネルギー。

場は物理学の基本的な概念であり、他のもので構成されているのではなく、それ自体が現実世界を構成しています。力がかかると、フィールドが原子から大きな銀河構造にエネルギーを輸送します。

注: エネルギーが波の移動方向 (ロープを振る腕の動き、または水に落ちる小石のエネルギー) に対して垂直に移動する場合、その波は横波であると言われます。エネルギーが波の移動方向 (スピーカーの磁石) に移動する場合、波は縦波であると言われます。波には縦波と横波（ドラムを叩く棒）の両方があります。

周波数、波長、エネルギー

周波数、波長、エネルギーは数学的に関連付けられています。他の 2 つを計算するには、これら 3 つの値のうち 1 つを知る必要があるだけです。

一般に、電波とマイクロ波は周波数 (ヘルツ) で表され、赤外線と可視光は波長 (メートル) で表され、X 線とガンマ線はエネルギー (電子ボルト) で表されます。

そこには波の周波数電波の存在を確立したハインリヒ・ヘルツ (1857-1894) によると、「1 秒間に繰り返される周期現象の数、またはピークの数」です。電波からガンマ線まで、周波数は数ヘルツから10ヘルツまで測定されます。²⁶ヘルツ。

そこには波長は 2 つのピークの間の距離です。最も長い波（電波）は数キロメートルまで測定できますが、最も短い波（ガンマ波）は最大 10 キロメートルまで測定できます。^-12メートル（原子核の大きさ）。

L'波のエネルギー電磁気は電子ボルト (eV) で測定されます。電子ボルトは、1 ボルトの電位内で電子を移動させるのに必要な運動エネルギーの量です。最も低いエネルギーは電波のエネルギー (数 eV) であり、最も高いエネルギーはガンマ線のエネルギー (100 keV 以上) です。

注: 波長 (λ) と周波数 (ν) の間には次の関係があります。ν = c / λ
ν = 波の周波数 (ヘルツ)、c = 真空中の光の速度 (m/s)、λ = 波長 (メートル)。

光とは何か

ジェームズ・クラーク・マックスウェル（1831-1879）の方程式によれば、光は自己伝播電磁横波電気コンポーネントと磁気コンポーネントを使用します。電場と磁場は互いに直角に振動し、介在する物質によって吸収されない限り、移動方向に対して垂直に無限に伝播します。
つまり、電気と磁気のそれぞれの種類の場は、複合構造全体を有限の光の速度で空の空間を通って伝播するために、他の種類の場を生成します。