• ベストアンサー

電磁波は一体何が振動しているんでしょうか?

s1rotの回答

  • s1rot
  • ベストアンサー率12% (5/41)
回答No.2

ハロー.理解のヒント.1.たとえば熱の伝わり方には主として伝導対流放射がありますね.2.伝導は分子の振動がバケツリレー式で伝わりますね.3.対流は振動する分子そのものが移動して熱を伝達しますね.4.放射は光ですね.ヒカリは電磁波の一種ですがあたかも光子という粒子が存在するような振る舞いが見られますね.5.光子という粒状性と同時に光には波動性もありますね.6.この順序で考えるとべつに媒体は空間そのものとして電磁波は伝わるという解釈も不自然さはないように思います.7.蛇足ですが、ほかにも重力波とか核力といった物理学で重要なチカラや波があるようですね.東京物理学園の落第生の回答なので多少の誤りはゆるしてください.ほとんんど素人でした.終.

psuedoase
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 熱の伝導と対流は、分子という媒体によって伝わるというのは直感的に分かるんですが。。 放射は光という電磁波がなんの媒体も無いのに、波動性があり、さらに熱というエネルギーまで物質に伝達できるというのはかなり不思議です。 確かに言われてみれば、重力もそうですし、核力も媒体を必要としてませんね。。 こういうもんなんだ、っと割り切るべきなんでしょうか。

関連するQ&A

  • 電磁気学の教科書

    工学部1年生です。 普通科から進学したので電気になじめず勉強中です。 教科書は、今まで工科系の棚を眺めていたのですが、電磁気学は物理のコーナーにもあることに気づきました。 ただ、物理のコーナーは相対性理論や量子力学など、レベルが高そうで、今まで抵抗がありました。その関係からか電磁気の本もむつかしく感じます。 工科系のコーナーと物理のコーナーにある教科書の違いって何かありますか? ガウスの定理など、球の場合は何となくわかっても、ぐにゃぐにゃしたものだとほんとに成り立つのかしら、とそこから不明です。 何かいい教科書はないでしょうか。

  • 電磁波に関して(基本的なこと?)質問します

    電磁波に関して(基本的なこと?)質問します 最近、量子力学の本(一般者向け)を読んでます。 いろんな本に光についての説明があって、それは波動性をもった電磁波の一種で、電磁波の説明がありますが、どの本も同じ内容で 「電場の変化→磁場の発生 磁場の変化→電場の発生」・・・こんな説明です。 これは電磁誘導(電線の上に方位磁石を近づけるとか)で昔学校でならったのは覚えています。 ただ、何故電場が変化すれば磁場が発生するのか、何故磁場の変化が電場を発生させるのか・・・・そのメカニズムについては、説明してる本に出くわしません。 そしてよく光の説明でイラストに登場する波の山谷は何を示しているのか、 電場磁場の発生メカニズムと関わりがあると思いますが。。。 電場・磁場・・・・互いの発生因果関係(メカニズム)、イラストの矢印の大きさの意味を教えてください。 または、それが解説されている本などの紹介でも構いません。

  • 電磁波と量子力学的な確率の波

    初めて質問させて頂きます。 只今量子力学を勉強中の学生です。 大抵の教科書で、初めの章に光の波動性と粒子性、電子の粒子性と波動性について述べられ、 粒子と波の性質を併せ持つ点でこれらは似ている、といった話がされています。 電子にとっての波動性というのが、波の振幅の自乗がその存在確率を表す、というところはなんとなく理解したのですが、 ではそもそも本の冒頭で語られている光の波動性とは何なのか? と疑問に感じました。 光は水面に起こる波に例えられるように、電磁場が空間の各点で振動することによって伝播する波である、と自分は理解しています。 長くなりましたが、お聞きしたい質問は、 この電磁場の波と、量子力学的な確率の波はどこで接点を持つのでしょうか? ということです。 勉強の途中ですので、もし上に示した私の理解に間違いがあればご指摘下さい。 知識不足で申し訳ありませんが、何卒よろしくお願い致します。

  • 光は本当に電磁波ですか?

    科学好きの甥っ子に質問されて分かりやすく説明してやろうと調べるうちに疑問に思いました。光は電磁波の一種であると子供向けの本にも書いてありますが、少し専門的な本を読んでも、ネット検索しても十分な証明がありません。私は文系なので理系の大学院で証明が出てくるような話ということになると分かりませんが、いろいろ読んでも光が電磁波だと分かったのは19世紀の事で証明に量子力学も必要なさそうなんですが。 1)光が電磁波の一種と証明された最初の有名な  実験とは何でしょうか? 2)電磁波というからには、ラジオやテレビの受信  原理のように光から電界成分だけ取り出したり  できるのでしょうか?

  • 電磁波と光子

    電磁波と光子 古典的な電磁気学を勉強してます。 基礎的な質問だと思うのですが、 マックスウェル方程式によれば、 rotE=-∂B/∂t divD=ρ rotH=J+∂D/∂t であるから 電界の波動方程式が求まって そこからヘルムホルツの方程式が導けて 電場と磁場の関係から x軸方向に電場が正弦波状に変化するとき y軸方向に磁場も正弦波状の変化をするっていう あのよく見かける電場と磁場が一緒に描かれてる図まではなんとなく理解して 電磁誘導→電場ができる 変位電流→磁場ができる 要するに「電場と磁場の相互作用が電磁波」みたいなまとめでわかった気になってたんですけど、 光は「光子」というボース粒子によって電磁力を伝えたりして、光子は質量ゼロ、電荷ゼロであって…… みたいな量子力学の解説書に、光子は電場や磁場との直接的な相互作用はほとんどないって書いてあって、 たしかに電荷ゼロなら影響ないだろうなって思うんですけど 光 =空間の電場と磁場の変化によって形成される波(波動)である。 =微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子 (wiki) みたいに書いてあって、 電場(静電場?)って重ね合わせの原理が成り立つから 電磁波が電場と磁場の相互作用なら、真空中とかで電磁波に電場とか加えるとなんとなく振幅が変わるような影響を簡単に受けそうな感じがするので、光子に電場や磁場との相互作用がほとんどないって記述がどうも引っかかって…… でも電磁波と電場および電場のかかっている物質との間に作用するいわゆる電気光学効果(ポッケレス効果とか)は非線形光学結晶などが必要と聞きかじり、電磁波の波長を変換したりするのって大変なんだなーって思うところまで勉強しました。 粒子性と波動性があるといろいろ複雑なのでしょうか…… 粒子性で考えると影響なくて 波動性で考えると電気光学的な影響がある…みたいな そもそも電磁波の波長とかってnmレベルですし、ただの波じゃなくて複素数の波動関数ですもんね。 あ、完全に影響なかったらそもそも非線形光学効果なんてないのだから、「ほとんど」影響ないってのはそういうことか… 量子論を修めろってことですね…… 己が浅学さを反省して、そろそろ19世紀の考え方から20世紀の考え方に移行しようと思います。

  • 電磁場と光の関係

     マクスウェル方程式によれば真空中で振動する電荷は磁場を変化させ、磁場の変化は電場を変化させ磁場電場が連続的に生成し、その波いわゆる電磁波が光の正体だなどという記述をいろいろな書籍で見かけます。  1.ここで磁場と電場がそれぞれ波をつくっていることは理解できるのですが(以下の内容を疑問に思っているということは理解できていないのかも知れません)、それを合わせて電磁波などという一つの波として伝播速度が光を同じだから、光は粒子ではなく波であるとするということが分かりません(あわせて一つの波にしているのではないとは感じますが)。つまり電磁波は2種類の異なった波が伝わっているということなのに物理書などではそれが一つの波であるかのように扱っているように見えるのです。 「電場の波と磁場の波とどちらが光か?」と問うことはできないのでしょうか(もちろんできないのだろう なとは思うのですが、この二つを合わせたものを電磁波、光というということの意味がわからないのです)。 電場の波の変位は電場の強さと方向を、磁場の波の変位は磁場の強さと方向を表すものであって、普通に光を考えるときによく見るような横波で変位が光の強さを表す波とは異なるものであると思うのですが、前者(電場変化と磁場変化の伝わり)から後者(光そのもの?を考えるときに使う波動)はどのようにしてでてくるのでしょうか。  2.また光を波として考えるとき通常の波のように山と谷がありますがあれは、実際に、何かが人間の感覚のレベルでは感じられない振動しているのか、それとも回折や干渉を説明するため、また光を量子力学で波長h、振動数vを導入して扱うためのものであって何かが振動(山谷を繰り返している)わけではないのでしょうか。  両方の質問とも、光は電場と磁場の伝わり合いであり、光がまた一つの波をつくっているのだと思いますが、電場変化、磁場変化を表す波(電磁波の伝播を表す波)と光の強度を振幅の変位にとった波とはいかなる関係にあるのかということなのです。  電磁気の本には光は電磁波の伝わりとして書かれて終わっていて、光を波動として回折、干渉などを考える本ではいきなり光は波動であるとして波長や振動数を導入しており両者の関係がよく見えてこないのです。この方面にお詳しい方もしお時間ございましたら、見当違いの質問かも知れないのですが、教えてください、よろしくお願いします。

  • 量子力学においてベクトルポテンシャルが重要になってくる意味は?

    量子力学ではポテンシャルはベクトルポテンシャルのみが 意味を持つということは有名な話ですが これってなぜなのでしょうか? どういうことからこれが分かるのでしょうか? 今までいろいろな量子力学の本を見てきましたが、 最初の前提からベクトルポテンシャルを考える、入っており この理屈が分かりません。 また、逆に古典電磁気学においてベクトルポテンシャルがあまり意味を持たないのはなぜなのでしょうか? どなたか教えて下さい。

  • 電磁場の量子化

    (1)電磁場を量子化するさいに、電磁場を波束の集まりに分解してエネルギーを2次形式で表現します。このさいの数学的な変形は理解できるのですが、これの物理的な意味がよくわかりません。このハミルトニアンの表現は電磁場を無数の光子の集まりと考えているのでしょうか、それとも波束ベクトルの集まりとかんがえているのでしょうか。 (2)電磁場を量子化するさいに、ハミルトニアンを用います。このとき、運動量と位置の演算子が定義されますが、この量子化された運動量や位置は電磁場を構成する光子のものですか、それとも電磁場のものなのですか。 どちらかだけでもよいので、解説どうかお願いします。

  • 量子力学の正統的な学び方

    質問:「量子力学は暗記せざるを得ない?」に対するnzwさんの回答で、解析力学を学んだのち、離散固有状態の話から入ると量子力学に対して自然な理解が得られるとありましたが、私も工学部で天下り的にシュレーディンガー方程式を与えられて量子力学を学んだクチなのですが、もう一回順に一から学びなおすのに良い教科書など(○○を読んだ後、△△を学び、云々といったこと)がありましたら教えてください。

  • 量子力学入門

    私は高校生ですが量子力学に興味があります。 そこで量子力学の本を読んで学んでみたいのですが、 1、大学生の教科書では計算がわからなくて、また物理の基礎にもわからない部分があるので読めません。 そこで一般向けの本(量子力学の紹介のような本)を読みましたが、何故のような理論が成り立つかわかりません。 なので一般人にも理論がわかる本を探しています。(図でわかる相対性理論の一般向けの本のように図などでわかるもの。) 2、量子論と量子力学と量子化学の違いがわかりません。 これらについて教えてください。