語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| electromagnetic spectrum/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ˈspektrəm/ | 電磁波スペクトル |
| radio waves/ˈreɪdɪəʊ weɪvz/ | 無線波 |
| microwaves/ˈmaɪkrəʊweɪvz/ | マイクロ波 |
| infrared/ˌɪnfrəˈred/ | 赤外線 |
| ultraviolet/ˌʊltrəˈvaɪəlɪt/ | 紫外線 |
| X-rays/eks reɪz/ | X線 |
| gamma rays/ˈɡæmə reɪz/ | ガンマ線 |
一つの波のファミリー
- ラジオ、ヒーターの温かさ、目に見える光、病院でのX線 — すべて同じ種類の波です。
- これらはまとめて 電磁気スペクトル を形成します。
- 真空内では全て同じ高い速度で進みます：$3.0 \times 10^8\ \text{m/s}$。
スペクトルの順序
- 長い波長から 短い波長へ：ラジオ波、電子線、赤外線、可視光、紫外線、X線、ガンマ線。
- その順に進むにつれて：波長は短くなり、周波数は高くなり、エネルギーも高くなります。
- 可視光は真ん中の細い帯に過ぎません。
電磁波スペクトル
探索
スペクトル上をスライドする
无线电波、可視光、ガンマ線はすべて同じ波である——波長だけが変化し、それに伴って周波数、光子エネルギー、日常的な用途も変わる。
実践
真空において、電波、光、ガンマ線の速度を比較するとどうなるか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
すべての電磁波は真空で同一の速度 $3.0 \times 10^8\ \text{m/s}$ で移動する。
実践
波長が長い順にこれらの電磁波を並べよ。
難易度 3/5 · 200 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
電波が最も波長が長く、ガンマ線が最も短い：電波、マイクロ波、赤外線、可視光、紫外線、X線、ガンマ線。
実践
電波からガンマ線へ向かうにつれて、周波数は：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
波長が短くなる（電波→ガンマ線）につれて、周波数とエネルギーの両方が上昇する。
各波の用途
- ラジオ波 — ラジオ・テレビ放送。
- 電子線 — 携帯電話、衛星テレビ、調理。
- 赤外線 — リモコン、サーモグラフィ、グリル。
- 可視光 — 視覚、写真撮影。
- 紫外線 — 水消毒、紙幣の偽造検出。
- X線 — 医療・保安用スキャン。
- ガンマ線 — 器具消毒、がん治療。
ガラスプリズムが白色光をスペクトル色に分解する
実践
各波に対応する一般的な用途をマッチングせよ。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
マイクロ波は電話信号を運び、赤外線はリモコンに利用され、X線は骨の画像撮影を行う。
危険性
- 短く高エネルギーな波ほど危険です。
- 電子線 — 体内細胞の水分を加熱します。
- 赤外線 — 皮膚の火傷。
- 紫外線 — 皮膚癌や目の障害。
- X線およびガンマ線 — 細胞を損傷させ変異を引き起こします。
実践
どの波を過剰に浴びると日焼けや皮膚がんが起こるか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
紫外線は皮膚細胞を損傷させるだけのエネルギーを持っており、日焼けや皮膚がんを引き起こす。
理解できましたか
Key idea
- 全ての電磁波は真空内で $3.0 \times 10^8\ \text{m/s}$ で伝播します
- 順序（長→短波長）：ラジオ・電子・赤外・可視・UV・X線・ガンマ
- その順に進むと：周波数とエネルギーは上昇し、波長は短くなります
- 高エネルギー → より危険（UVによる癌、X/ガンマによる細胞損傷）