電磁波の二重の性質
電磁(EM)波は、波と粒子の両方として振る舞う魅力的な二重の性質を示します。これは、波粒子の二重性として知られています 、量子力学の基本的な概念。
波の自然:
* 伝播: em波は、互いに垂直に、伝播の方向に垂直に振動する電界と磁場を振動するように空間を通過します。この波のような挙動は、回折や干渉などの現象で明らかです。
* 周波数と波長: 各EM波には、特定の周波数(1秒あたりの振動数)と波長(2つの紋章またはトラフ間の距離)があります。これらの特性は、電波からガンマ線までの範囲のEM放射の種類を決定します。
* 速度: 真空では、すべてのEM波が光の速度(約299,792,458 m/s)で移動します。
粒子の性質:
* 光子: EM波は、光子と呼ばれるエネルギーパケットのストリームと見なすこともできます。これらの光子は、式E =HF(Eはエネルギー、Hはプランク定数、Fは周波数)で説明されている周波数に比例したエネルギーを運びます。
* 光電効果: 光が金属表面から電子をノックするこの現象は、光の粒子性の強力な証拠を提供します。放出された電子のエネルギーは、その強度ではなく光の周波数にのみ依存し、離散エネルギーパケットの概念を支えます。
真空と培地を通過する
真空で:
* em波は、どの媒体の影響を受けずに自由に伝播します。彼らは「c」として示される光の速度で移動します。
*これは、速度と相互作用して変化させる原子または分子がないためです。
媒体の:
* em波が空気、水、ガラスなどの媒体を通過すると、培地の原子と分子と相互作用します。
*この相互作用は、速度の低下につながります 。 培地の光の速度は「c」よりも少なく、 'v'として示されます。ここで、v =c/n(nは培地の屈折率です)。
*相互作用は吸収と再排出を引き起こします 原子と分子によるem波の。
* 減衰: EM波の強度は、媒体を移動すると減少します。
* 分散: 培地内の異なる速度での異なる波長の光の移動により、波が広がります(白色光をその色に分離するプリズムのように)。
要約:
電磁波は、波のような特性と粒子様特性の両方を持っています。それらの波の性質は、電界と磁場の振動としての空間を通る伝播において明らかであり、その粒子の性質は、光子と呼ばれる量子化されたエネルギーパケットで明らかにされています。真空では、彼らは光の速度で妨害されずに移動しますが、培地では原子と分子と相互作用し、速度、減衰、分散が遅くなります。