銅線に電気を流し始めた瞬間に光が出るのか?
- 銅線に電気を流し始めた瞬間に光が出るのか疑問です。光は電場と磁場の変化によって発生するものだと聞きました。電流の流れ始めると電子が動き、電場の変化が起こるため、磁場も変化して光が出るのではないかと考えています。
- 普通の電圧では電子の動く速さが可視光線まで到達していないため光を感じることはできませんが、超高電圧で電子を発射すれば電子の速度が可視光線まで到達し光が出るのでしょうか?
- また、最近話題の原始を超高速で打ち出す機械でも電子を打ち出した場合も光が出るのでしょうか?銅線に同じ電流を流し続けている場合は光が出ることはないと考えていますが、ご意見をいただければ幸いです。
- ベストアンサー
銅線に電気を流し始めた瞬間に光が出るかどうかなんですが
銅線に電気を流し始めた瞬間に光が出るかどうかなんですが 光は電場と磁場の変化によって発生するものだと聞きました 銅線に電流の流れはじめる時は 電子が動くことによって、電場の変化が起こるので、 磁場も変化して光が出るかと思ったのですが、どうなのでしょう? 普通の電圧では電子の動く速さが可視光線まで到達していないために 光を感じることはできないのは わかるのですが その場合 超高電圧で電子を発射すれば 電子の速度が可視光線まで到達して光は出るのでしょうか? また、最近話題の原始を超高速で打ち出す機械のようなもので 電子を打ち出した場合も 光は出るのでしょうか? 補足ですが、銅線に同じ電流を流し続けている場合は 電場の変化が起こらないので 光が出ることはないと思うのですが、 もしよろしければ そこのコメントもお願いします。
- rimoue
- お礼率2% (5/229)
- 物理学
- 回答数3
- ありがとう数16
- みんなの回答 (3)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
>銅線に電流の流れはじめる時は 電子が動くことによって、電場の変化が起こるので、 磁場も変化して光が出るかと思ったのですが、どうなのでしょう? >超高電圧で電子を発射すれば 電子の速度が可視光線まで到達して この二つを読む限りでは、電線を電流が流れること。可視光線とは何かが理解できていないようです。 1.6mmφの一般的な銅線に1.5Vの乾電池をつないだ時の電子の移動速度は、カタツムリの歩みより遅いくらいでしょう。 電池をつないだとたんに、銅線内を電場が変動したことが伝わり(これは銅線内の光速と同じ)、それによって電子は移動し始めるが、電子の移動速度は驚くほど遅い。 ・銅線の密度 8920 kg/m^3 ・銅の原子量 63.5 g/mol ・銅の荷電体にある電子の数 2個 ・流れる電流の大きさ たとえば 1A ・電子一個の電荷 -1.60217653×10-19クーロン から簡単に計算できますから、挑戦してみてください。 どの程度の波長の光を出すかは、同じ光である電波を発生するアンテナを考えればよいです。理論的には可視光線の波長の整数倍の電線に、405 - 790 THzの交流を流せばよいことになります。電圧でも電流でもないですね。
その他の回答 (2)
波の干渉 ttp://www-antenna.ee.titech.ac.jp/~hira/hobby/edu/if-j.html 点回折球面波干渉計 ttp://hw001.gate01.com/oshikane/YO_files/pdi.html 物理も素人ですが、複数の干渉縞を合わせることで周波数が上がると推測します。
- dahho
- ベストアンサー率44% (68/153)
理論物理で「光」と言っているのは電磁波のことで、波長によってX線、可視光線、赤外線、電波など呼び方は様々です。 電流に変化がある場合=交流の場合、電流の周波数と同じ周波数の電磁波が出ます。 家庭用電源は関東50Hzもしくは60Hzなので、(パワーとしてはわずかですが)50Hzもしくは60Hzの電波が出ています。 可視光を交流電流で出すには600THz(テラヘルツ)程度の高周波になってしまいますが、現在の技術ではこのような高周波電流を出す装置は無いと思います。 粒子を高速に加速する、シンクロトロンなどの加速器(参考URL)を使って出る光は放射光といいますが、これはエネルギーが高いのでふつうは可視光ではなくX線になります。 加速した電子で可視光を発生させるものとして、自由電子レーザーというのがあるようです。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%94%B1%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC 銅線に同じ電流を流し続けている場合=直流では電波は出ません。
関連するQ&A
- 光のドップラー効果について
こんにちは、 パルサーやブラックホールに興味があります。 両天体は、回転しながらX線を放射しているらしいですが、 下記について教えて下さい。 仮に可視光線を放出する天体があるとします。(磁場とか電場とか ややこしいものは無く、単に可視光線を放出するものとします。) その天体が高速度で回転すると、光のドップラー効果によって波長が 短くなるのでしょうか? その式は、どのような式になるのでしょうか? 天体の回転速度から、波長を計算する式を教えてください。 追伸 パルサーやブラックホールのX線放射のメカニズムとは 直接関係ありませんが、ふと疑問を持ち質問しました。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 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。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電場と磁場を区別する思考上の実験
真空中のある領域に電場、または磁場があるとして、 これを電場か磁場かを見分けるのにはどのような実験をすればよいのでしょうか? 自分は電子を発射してみたりとかあまり良い考えが浮かばないのでどなたかご教授お願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 光(電磁波)の発生と伝搬の具体的な機構について
光(電磁波)の発生と伝搬の機構を具体的に教えてください。 一応私的な考えを述べておきます。物理法則に明確に反する点がありましたらご指摘ください。 知りたいのは具体的な機構ですので、数学的抽象的概念は不要です。 間違いの指摘につきましては、素電子の存在という仮定を受け入れた上でお願いします。仮定を受け入れられない方は回答をご遠慮ください。 素電子については過去の質問 https://okwave.jp/qa/q9565848.html https://okwave.jp/qa/q9560257.html を参考にしてください。 空間は素電子プラズマで満たされている。素電子プラズマは、光を伝搬させ、物質を生み出し、重力と質量を発生させる。 (1) 電子の赤道周囲は電場になっており、電場を形成する素電子の自転軸は電子を中心に放射状に並んでいる。 (2) 電子が紙面奥に動くと、その影響で素電子の自転軸が90度回転して同心円上に並び、電場aは電磁場になり、その場に取り残される。 (3) 素電子の自転軸が更に180度回転してa の磁場が反転する。電磁場aは陰電素を画面奥から手前に吸い込む。電磁場aに吸い込まれた陰電素は、電気斥力で反対方向に分かれて電流b,cになる。電流cは電場dを生成する。 (4) 電磁場aは電流b,cにエネルギーを奪われ、電磁気力が減衰して崩壊する。b,cは磁気力で閉じて環電流になる。dは電磁場になる。 (5) dの磁場が反転する。電磁場dは環電流cを減衰させつつ電流eを生成する。電流eは電場fを生成する。 (6) b,cは流れが止まり、磁気張力で収縮する。電磁場dは電流c,eにエネルギーを奪われ、電磁気力が減衰して崩壊する。eは環電流にfは電磁場になる。 (7) b,cは電気斥力で破裂崩壊する。fの磁場が反転する。電磁場fは環電流eを減衰させつつ電流gを生成する。電流gは電場hを生成する。 光の構成要素は電場と磁場ではなく環電流と電磁場であり、光電効果は、電子が、電磁場によって移動させられる現象である。
- ベストアンサー
- 物理学
- 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?
- ベストアンサー
- 物理学
- 光は重力で曲げられるのか?
光(光線やレーザー)は,重力で曲げられるのですか? 例えば,地面と水平に非常に強い光源のレーザーまたは光線を発射した場合, 光線は地面と水平に進むのか,それとも地球の曲率とは関係なく光は真っ直ぐ進むのかを知りたいです.
- 締切済み
- 物理学
- 電磁波の電場と磁場の振動方向は何故垂直か?
電磁波の電場と磁場の振動方向は何故垂直と言えるのでしょうか。 例えば金属板に対して磁石を近づければ渦電流が発生します。 これでなんとなく磁場の振動方向に対して、電場が垂直であることは わかります。 しかし、電場が変化すると、何故電場の振動方向と垂直に磁場が発生 するといえるのでしょうか。これを確かめる実験はあるでしょうか。 あと電磁波や光は横波、縦波の両方の性質がとどこかで聞いた気がしますが、 間違いないでしょうか。横波であることは偏光板や金属格子を使って 90°ずつ回転させていけば実験できるかと思いますが、縦波かどうか はどうやってわかるのでしょうか? よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学