電磁波の波長についての質問です。


電磁波の波長の幅が大きいといものほど遠くに届くのは障害物に強い(回折するから)と聞きました、
もし障害物がないという仮定にした場合。
短波長でも、長波長と同じだけの距離を進めるのでしょうか?

当方は物理学は苦手なのですが、光の勉強をしている際に気になったので教えていただきたいです。

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2013/04/12 15:22:07
  • 終了:2013/04/19 15:25:04

ベストアンサー

id:hissssa No.3

hissssa回答回数421ベストアンサー獲得回数1272013/04/12 17:23:23

ポイント33pt

>もし障害物がないという仮定にした場合。
>短波長でも、長波長と同じだけの距離を進めるのでしょうか?

障害物が全くない仮定であればその通りです。全く障害物がない場合、電磁波の強度は波長の長短に関係なく発生源からの距離の2乗に反比例します。これは電波でも光でも同じ事です。

ただし、この「障害物」には、建物などだけではなく空気も含まれます。真空の宇宙空間でなら波長に関係なく同じ距離を進めますが、大気中であれば吸収による差が出ることになります。電波としての周波数帯では、一般には波長が短いほど吸収される度合いが大きくなりますが、これは大気を構成する原子の種類に依存する話ですので、大気状態や電波帯によって減衰度には大きな違いがあります。単純に「高周波ほど吸収されやすい」というわけではありません。

また、ある程度以上周波数が高くなると(100GHzくらい)、大気での吸収による減衰は逆に少しずつ下がっていきます。空気にはほとんど吸収されず、物質に当たると吸収される周波数帯、即ち赤外線となっていくわけです。
これがさらに周波数を増すと、物質に吸収されず表面で反射する電磁波(=可視光)となり、さらにさらに増すと物質をすら透過する電磁波(=紫外線、X線、ガンマ線)となっていきます。こうやって周波数が上がるにつれ、今度は吸収ではなく散乱による減衰が強くなったりもしますので、大気中での到達距離は単純に周波数だけには比例しません。

id:snoopy_japan

返事がおくれてすみません、とても助かりました。
ありがとうございます。

2013/05/01 01:19:31

その他の回答(5件)

id:sibazyun No.1

sibazyun回答回数1756ベストアンサー獲得回数2362013/04/12 16:08:58

ポイント34pt

電磁波で、電波より波長が短いのが光。これが何億光年の遠くから地球に届いています。

id:NAPORIN No.2

なぽりん回答回数4707ベストアンサー獲得回数8652013/04/12 16:20:47

ポイント34pt

物理学でいう電磁波には可視光から電波からエックス線まで全部含みます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:EM_Spectrum_Properties_edit_ja.svg  波長の長い短いの表(左が長い波長)
ところで、障害物がないといえば宇宙。
宇宙望遠鏡(衛星にのせた望遠鏡のことです)は、電波や赤外線(長波長)からガンマ線まで、大気にじゃまされやすくて地上からではうけとれない電波などもふくめて観測できます。
宇宙望遠鏡をつかえば人類は宇宙のほぼ全波長域を観測しているようですよ。何万光年もの先から電磁波がとどいているわけです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E6%9C%9B%E9%81%A0%E9%8F%A1
大気というのも障害物に考えています。
====
逆に、障害物のはずの上空大気(電離層)で反射して電波を遠くに届かせる技もあります。
http://www.aka.ne.jp/~deguchi/hobby/radio/propagation.html のまんなかより下あたりの絵をみてください。
地球が丸みがあるのに、デジタルテレビのUHF波はまがらないから、わざわざ高い発射台から地上にむけて発射しています。(東京スカイツリー)

id:hissssa No.3

hissssa回答回数421ベストアンサー獲得回数1272013/04/12 17:23:23ここでベストアンサー

ポイント33pt

>もし障害物がないという仮定にした場合。
>短波長でも、長波長と同じだけの距離を進めるのでしょうか?

障害物が全くない仮定であればその通りです。全く障害物がない場合、電磁波の強度は波長の長短に関係なく発生源からの距離の2乗に反比例します。これは電波でも光でも同じ事です。

ただし、この「障害物」には、建物などだけではなく空気も含まれます。真空の宇宙空間でなら波長に関係なく同じ距離を進めますが、大気中であれば吸収による差が出ることになります。電波としての周波数帯では、一般には波長が短いほど吸収される度合いが大きくなりますが、これは大気を構成する原子の種類に依存する話ですので、大気状態や電波帯によって減衰度には大きな違いがあります。単純に「高周波ほど吸収されやすい」というわけではありません。

また、ある程度以上周波数が高くなると(100GHzくらい)、大気での吸収による減衰は逆に少しずつ下がっていきます。空気にはほとんど吸収されず、物質に当たると吸収される周波数帯、即ち赤外線となっていくわけです。
これがさらに周波数を増すと、物質に吸収されず表面で反射する電磁波(=可視光)となり、さらにさらに増すと物質をすら透過する電磁波(=紫外線、X線、ガンマ線)となっていきます。こうやって周波数が上がるにつれ、今度は吸収ではなく散乱による減衰が強くなったりもしますので、大気中での到達距離は単純に周波数だけには比例しません。

id:snoopy_japan

返事がおくれてすみません、とても助かりました。
ありがとうございます。

2013/05/01 01:19:31
id:rafting No.4

ラフティング回答回数2652ベストアンサー獲得回数1762013/04/13 01:30:06

ポイント33pt

伝送損失と分散特性に着目した場合、長波長帯の方が短波長帯よりも優れている。
http://mh.rgr.jp/memo/sa0202.htm

短波長の光は早い段階で散乱してしまい、こちらには届かない。
光の散乱は、主に空気中の水蒸気によって起こります。
私たちの周りの空気にはたくさんの水分が含まれている。
そして、ここまで届いたすべての波長の光が、
目の前の空の空気中で散乱している訳です。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1076275640

id:boost_beast No.6

boost_beast回答回数785ベストアンサー獲得回数312013/04/18 23:40:37

ポイント33pt

http://www.asahi-net.or.jp/~cv9t-sum/knowledge8.htm

こちらが参考になると思います。

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