• ベストアンサー

光は本当に横波?

電磁波が横波であることを実験的に確かめたいのですが、どのようにすればいいのでしょう?

  • frank
  • お礼率42% (249/587)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • siegmund
  • ベストアンサー率64% (701/1090)
回答No.2

Gom さんが書かれているように,スタンダードな方法は偏光板(偏向でなくて偏光です) を2枚使う方法と思います. なお,「電子レンジの扉のすぐ外に食品を置いても温まらないので電磁波は横波」 という手もあります(後述). 自由空間を伝播する電磁波は完全に横波になっていて, 例えば伝播方向が z 方向とすると,電場も磁場も xy 平面内にあって互いに垂直に なっています. したがって,電場と磁場の方向は xy 平面内での回転の自由度があります. 電場(あるいは磁場)の向きが決まっている電磁波を偏光していると言います. ただし,どの場所でも電場の方向が同じというわけではなく, 電磁波が進むにつれて,電場の方向が回転してゆくのが普通です. 通常の光(自然光)は電場と磁場の向きが様々になっている成分がごちゃごちゃに 混ざっています. 1枚目の偏光板である偏光成分を取り除いたとすると, 2枚目の偏光板で違う偏光成分を取り除けば像は暗くなりますし, 同じ偏光成分を取り除くように置けば像は明るいでしょう. すなわち,2枚目の偏光板を回転すれば,像が明るくなったり暗くなったりします. もし,電磁波が縦波だと,電場も磁場も z 方向を向くわけですから, 横波の時と違って自由度がありません. したがって,偏光もないわけです. マイクロ波の発振器を使う手もあります. 電場の向きがいつも特定方向になっている(直線偏光と呼んでいます)ような マイクロ波発振器があります. これと金属製のすだれのようなもの(下図), およびマイクロ波検出器を用意します. ┳┳┳┳┳ ┃┃┃┃┃ ┃┃┃┃┃ ┃┃┃┃┃ ┻┻┻┻┻ 電場の方向が上下方向だと, すだれの棒に電流が流れて(導体に電位差→電流) マイクロ波はすだれを透過できません. 一方,電場が左右方向だと,電流が流れたりしないので, マイクロ波はすだれを透過します. すだれでなくて蜂の巣状にすれば, いろいろな偏光成分が混ざったマイクロ波も透過できません. 電子レンジの扉に蜂の巣状の金属格子があるのは, この効果を利用してマイクロ波が外に漏れないようにしているためです. そうすると, 「電子レンジの扉のすぐ外に食品を置いても温まらない」 が一番手軽かも知れません. なお,導波管中のマイクロ波は自由空間のときと違って完全な横波にはなっていません. これはマックスウェル方程式から電磁波を導くときの境界条件が違うためです.

frank
質問者

お礼

詳しくご回答くださいまして、ありがとうございます またこの問題について質問することがありそうなので、補足のときのためにしばらくこの質問を締め切らないことにします

その他の回答 (2)

  • stomachman
  • ベストアンサー率57% (1014/1775)
回答No.3

方解石(CaCO3の結晶)で見られる複屈折も面白い実験になります。2重の像が見えるのは、直交する2つの偏光成分に対して方解石が異なる屈折率を持つからです。

  • Gom
  • ベストアンサー率24% (8/33)
回答No.1

光が偏向レンズなどによって偏向する現象は横波でなければ起こりません、波動説がでた当初、縦波であるとの説が有力でしたが、偏向現象の発見により、横波と確定されました。 実験としては、偏向レンズを二枚使って、一方を固定した状態でもう一方を回転させた場合、像の明暗が増減するのが簡便かとおもいます。

関連するQ&A

  • 光は本当に横波なんでしょうか?

    光は横波である、という風に習いました。 このことは角度をずらした2枚の偏光板を用いた実験で説明され、 とても納得がいきました。 しかし、光を粒子的に考えると(ここでもう破綻しているのかな?) 光子の軌道はsinカーブのように横波になっているのでしょうか? sinカーブならば進行方向と垂直な方向にどんな力が働いて振動する のでしょうか? よろしくおねがいします。

  • なぜ、光は横波か

    音は縦波(疎密波)です。地震は最初に縦波がきてその後に横波が来ます。波には縦波と横波があります。海の波は、横波でしょうか。縦波と横波がありますか。また、光は横波といわれます。どうしてですか。教えてください。

  • 光の波動 横波?電磁波は?

    光は波動は横波だと聞きました。しかし、電磁波は電場と磁場が垂直に交互に変化する波動だとも聞きました。光も電磁波の一種ですが何故この様な考えになるのでしょうか?

  • 電磁波は横波?

    電磁波は電界と磁界が交互に変化してるのが波動として伝わっているみたいですが、交互に変化しているなら縦も横もないような気がします。 しかし、電磁波は横波だと聞きました。一体何を基準に縦波か横波かを決めているのでしょうか?

  • 電磁波が横波という意味は?

    電磁波が横波と教科書では解釈されている。何故横波なのでしょうか?パラボラアンテナを考えれば、電磁波が縦波でなければ説明ができません。電界も磁界もエネルギーの観方でしかありません。

  • 縦波?横波?

    超音波・電磁線などそれぞれ縦波・横波があると習ったのですが、いまいち理解することができません。 ご存知の方いらっしゃいましたら教えてください!!

  • 光は縦波か横波か?

    高校の物理の光をやり直しているのですが、 横波は固体中のみ伝わると書いてあったのですが その後光は横波と書いてありました。 光は気体中を通るから縦波になるのではないのしょうか? それとも真空は固体としてみるのでしょうか?

  • 光と偏光

    実験書の偏光の目的の部分に 「光は電磁波の一種であり、横波として伝播することは偏光の現象から理解される」 とありますが、どうしてですか?

  • 音と光は縦波・横波でよいか

    音には縦波と横波があります。縦波とは波の進行方向に平行に振動して、横波とは波の進行方向と垂直に振興します。したがって、音は縦波、光は横波という理解で正しいですか。教えてください。

  • 横波は固体しか伝わらない?

    横波は固体しか伝わらないと教科書に書いてあるのですが、光は横波なのに液体も気体も、透明な固体も通り抜けますよね 横波(光は除く)ということなのでしょうか?