電磁波(でんじは)の発生(はっせい)と性質(せいしつ)・利用(りよう)

前(まえ)のページで見(み)たLC回路(かいろ)の電気(でんき)振動(しんどう)のように、電流(でんりゅう)や電圧(でんあつ)が周期(しゅうき)的(てき)に変化(へんか)すると、その周(まわ)りに周期(しゅうき)的(てき)に変化(へんか)する電場(でんば)と磁場(じば)が生(う)まれる。変化(へんか)する磁場(じば)は新(あたら)しい電場(でんば)を生(う)み、変化(へんか)する電場(でんば)は新(あたら)しい磁場(じば)を生(う)む。この連鎖(れんさ)が空間(くうかん)を次々(つぎつぎ)に伝(つた)わっていく現象(げんしょう)が電磁波(でんじは)で、物質(ぶっしつ)（空気(くうき)や水(みず)）が無(な)い真空中(しんくうちゅう)でも伝(つた)わる点(てん)が音(おと)などの波(なみ)と大(おお)きく異(こと)なる。1888年(ねん)、ドイツの物理学(ぶつりがく)者(しゃ)ヘルツが放電(ほうでん)（新しいタブで開きます）の実験(じっけん)でこれを実際(じっさい)に発生(はっせい)させ、確(たし)かめた。

電磁波(でんじは)は、電場(でんば)と磁場(じば)が、波(なみ)が進(すす)む方向(ほうこう)に対(たい)して垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)に振動(しんどう)する横波(よこなみ)である。電場(でんば)と磁場(じば)はさらに互(たが)いに垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)を向(む)きながら、同(おな)じ位相(いそう)（新しいタブで開きます）で振動(しんどう)する点(てん)も特徴(とくちょう)だ。

真空中(しんくうちゅう)では、波長(はちょう)や振動数(しんどうすう)がどんなに違(ちが)っても、すべての電磁波(でんじは)が同(おな)じ速(はや)さ$c=3.0\times10^8$m/sで伝(つた)わる。波(なみ)の基本(きほん)式(しき)$c=f\lambda$（$f$は振動数(しんどうすう)、$\lambda$は波長(はちょう)）がここでも成(な)り立(た)つので、振動数(しんどうすう)が高(たか)いほど波長(はちょう)は短(みじか)くなる。

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例題(れいだい)1：波長(はちょう)6.0×10⁻⁷m（600nm）の可視光(かしこう)の振動数(しんどうすう)はいくらか。$f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3.0\times10^8}{6.0\times10^{-7}}=$5.0×10¹⁴Hz。

例題(れいだい)2：振動数(しんどうすう)1.5×10⁸Hz（150MHz）の電波(でんぱ)の波長(はちょう)はいくらか。$\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3.0\times10^8}{1.5\times10^8}=$2.0m。

例題(れいだい)3：太陽(たいよう)から地球(ちきゅう)までの距離(きょり)は1.5×10¹¹mである。太陽(たいよう)からの電磁波(でんじは)（光(ひかり)）が地球(ちきゅう)に届(とど)くまでの時間(じかん)はいくらか。$t=\dfrac{d}{c}=\dfrac{1.5\times10^{11}}{3.0\times10^8}=$500s（約(やく)8.3分(ふん)）。

電磁波(でんじは)は、波長(はちょう)が長(なが)い電波(でんぱ)や赤外線(せきがいせん)から、目(め)に見(み)える可視光(かしこう)線(せん)を経(へ)て、波長(はちょう)が短(みじか)い紫外線(しがいせん)・X線(せん)・γ線(ガンマせん)まで分類(ぶんるい)される。波長(はちょう)が長(なが)い電波(でんぱ)は、建物(たてもの)など障害物(しょうがいぶつ)の背後(はいご)にも回(まわ)り込(こ)みやすく、遠(とお)くまで情報(じょうほう)を伝(つた)える通信(つうしん)（ラジオ・テレビ・無線(むせん)LAN・衛星(えいせい)測位(そくい)など）に使(つか)われる。波長(はちょう)が短(みじか)い電磁波(でんじは)ほど直進(ちょくしん)性(せい)が高(たか)く、物(もの)を通(とお)り抜(ぬ)ける力(ちから)が強(つよ)くなる。

可視光(かしこう)線(せん)は人(ひと)の目(め)で感(かん)じられる波長(はちょう)の範囲(はんい)、赤外線(せきがいせん)は物(もの)を温(あたた)める熱(ねつ)放射(ほうしゃ)（赤外線(せきがいせん)ヒーター・暗視(あんし)カメラ）、紫外線(しがいせん)は殺菌(さっきん)や蛍光(けいこう)、X線(せん)は物質(ぶっしつ)を通(とお)り抜(ぬ)ける性質(せいしつ)を活(い)かした医療(いりょう)検査(けんさ)の主役(しゅやく)だ。波長(はちょう)が短(みじか)いほど、電磁波(でんじは)が運(はこ)ぶエネルギーも大(おお)きくなる。

電磁波(でんじは)は、音(おと)のような空気(くうき)の振動(しんどう)と違(ちが)って真空中(しんくうちゅう)でも伝(つた)わるため、人工(じんこう)衛星(えいせい)との通信(つうしん)や太陽(たいよう)からの光(ひかり)のように、何(なに)もない宇宙(うちゅう)空間(くうかん)を越(こ)えて情報(じょうほう)やエネルギーを運(はこ)ぶことができる。

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