1-3 1) 電磁波の性質および物質との相互作用






電磁波のイメージは波でOKです。
波長により分類します。
性質は波としての性質と、粒子としての性質を持ちます。
以下、電磁波の波動性・粒子性という二面性についての補足をします。


「波としての性質を持つ」というのは
光源から出た電磁波を、2つのスリットを通してスクリーンに投影したら干渉しあって
縞模様になることから、波の性質を持つということを意味します。


「粒子としての性質を持つ」というのは
可視光領域の光を出す電球の光をどんなに強くしても
日焼けが起きないことを説明する表現です。


もし波としての性質を光が持つなら、光を強くすること=振幅が大きくなることを意味します。
(波が強い=振幅が大きいと言えるからです。)
そして、光の振幅が大きくなると、エネルギーが大きくなります。
(波においては、エネルギーが振幅の2乗に比例するというルールがあるためです。)
これにより、太陽光線と同じくらい強いエネルギーを持った光になれば、日焼けが起きるはずです。

しかし、現実にはどんなに可視光領域の光を出す電球の光を強くしても、日焼けはおきません。
これは、光があるエネルギーを持った粒子の集まりであり
光を強くする=粒子の数が多くなっていると考えることで説明がつきます。
よって、光は粒子としての性質も持つと表現されます。


電磁波の種類は、波長により短い方から
γ線、X線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、ラジオ波に分類されます。


電磁波の物質との相互作用は、以下のようにまとめられます。

・γ線は、ほとんど相互作用せず、物質を通過します。

・X線は、物質透過作用が強いです。又、写真作用を持ちます。

・紫外線は、物質中の電子遷移を起こします。 

・可視光線は、物質中の電子遷移を起こします。

・赤外線は、物質の振動エネルギーに対応した相互作用を起こします。
イメージとしては、物質を揺らすイメージです。又、熱作用を持ちます。

・マイクロ波は、物質の回転や、電子スピンエネルギーに対応した相互作用を起こします。
イメージはやはり物質を揺らすイメージです。又、熱作用を持ちます。

・ラジオ波は、物質の核スピンエネルギーに対応した相互作用を起こします。
イメージは、物質にガツガツあたる感じです。又、熱作用を持ちます。


演習問題
国試99回 問5




前の項目へ      目次へ      次の項目へ