それはあなたが世界の別の隅に愛する人を見たり、話をすることができますし、時にはそれは宇宙からあなたを それは本当に気の利いたものです。 それでは、電磁放射のすべての異なる種類を見てみましょう、なぜそれらはすべて、実際には、同じものです。

原子（イオン）または元素粒子（電子または陽子）の形をした荷電粒子が周りを移動し、仲間と相互作用するのに十分なエネルギーを受 これらの2つのタイプのフィールド間の相互作用は、電磁現象を生成します（あなたは決して推測しません）。 これはすべて非常に良いニュースです：電磁気学（EM）は、自然界の基本的な力の一つであり、ビッグバンの後に担当し、それが今日のものに私たちの宇宙を形

EMパイの特に興味深いスライスの一つは、電磁放射です。 これらの現象は現在、これまで最速のもののための議論の余地のない記録を保持します。 それでは、それらを見てみましょう：

基本

光子は、おそらく光を運ぶ粒子としての役割で最もよく知られていますが、それは彼らの仕事の一 これらの素粒子は、電磁放射（EMR）スペクトルを形成する他のいくつかの種類の波のエネルギーキャリアである。 任意のタイプの波（はい、水の波が含まれています）と同様に、それらは波長と周波数によって部分的に特徴付けられます。 周波数の増加/波長の減少の順序では、それらは次のようになります。

• 電波
• マイクロ波
• 赤外線
• 可視光
• 紫外線
• X線
• ガンマ線

一見すると、彼らは乱暴に異なるものであるように見えることがあります。 同様に、X線は、皮膚を介してピアに使用することができ、あなたが日焼け止めを使用しない場合、紫外線はあなたに日焼けと皮膚の火傷を与えます。 全く違うでしょ?まあ、そうではありません。

まあ、そうではありません。 Emectromagnetic放射スペクトルは、八フレットの上に伸ばしたギターの弦のように考えてみてください。 最低のノートを再生し、あなたは電波を取得し、最高のものを再生し、あなたはガンマ線を取得します。 ギターでは、文字列の異なる振動パターンは、ノートの形で明確な音を放つだろう—それらの私たちの認識は異なりますが、それらはすべて基本的に異なる強 同様に、磁場と電場の異なる振動パターンは、様々な種類のEMRを生成する。 私たちはそれらを完全に異なっていると認識しています（直接感じることができないものもあります）が、それらはすべて基本的に異なる強度で同それが粒子を振動させるものであるため、システムにエネルギーがあるときに源がEM放射を生成します。

経験則として、より熱いボディはより多くの力のそして主により高い頻度で波を発生させる。 周波数はヘルツ（Hz）で測定され、1秒あたりの1サイクルとして定義されます。 １Ｈ Ｚの周波数は、毎秒１波が発生することを意味し、１ＫＨｚは、毎秒１ ０ ０ ０波が発生することを意味し、１Ｇｈｚは、毎秒１ ０億波に相当する。

波長は周波数にわたって速度に等しく、通常は二つの連続する山の間の距離を表すために取られます。 技術的には、しかし、それは波のどこでも測定することができます。最後に、電磁放射は、それらが「遠場」効果であるという点で、EM現象の残りの部分から離れて立っています。

最後に、電磁放射は、それらが「遠場」効果であ これらの波は、例えば静電効果とは異なり、近接物体との相互作用に限定されない。 生成されると、波はまた、それらを生成した電荷からのそれ以上の入力なしに、空間を介して疾走することができます（彼らは”放射”という用語が由来する）。 だから、これらの波は、彼らがエネルギーを使い果たすまで続けます—彼らは彼らが対話することができますいくつかの粒子を打つか、彼らは単にfizzleので。

だから今、私たちは彼らがどのように形成されるかの基本的な考えを持っています。 のは、波の各タイプを通過してみましょう。

電波

電波は、EMRのすべてのタイプの最も低い周波数を有し、その光子は、エネルギーの最小量を運びます。 通常、3kHzから300GHzの間のものは電波とみなされますが、1GHzまたは3GHzを超えるものはマイクロ波と分類する定義もあります。 これは電波をEMRのナマケモノにします。 電波光子は3khzでは遠く離れており、波長は100km（62mi）、300GHzでは1mm（0.039in）であり、他のタイプのERよりも少ないエネルギーを運ぶことを意味します。物質との相互作用は、多くの原子に広がる電荷の束を作り出すことに主に制限されているため、各電荷はかなり小さいです。

しかし、この拡散は、回路に接続された導体が電波をいくつかの電気信号に変換することを可能にするので、有用である。 それらの速度（すべてのEM波は真空中で光の速度で移動する）とそれを組み合わせると、長距離通信には本当に適しています。あるいは、飛行中の飛行機など、回路に縛られていない導体がある場合、それらの電荷を分離すると新しい電波が生成されます—これがレーダー信号を「反射」 電波の吸収または放出は、常に電流、熱、またはその両方を生成する。

マイクロ波

マイクロ波は、300MHz（波長100cm）から300GHz（0.1cm）の間の周波数を有する電磁放射である。 もう少しエネルギッシュな光子とより短い波長（より多くのエネルギー密度を意味する）とは別に、彼らは本当にちょっと電波っぽいです。 実際、マイクロ波は通信にも広く使用されていますが、電波とはいくつかの重要な違いがあります。まず、マイクロ波は丘や山の周りを曲げたり（回折したり）、電離層から反射したり、表面波として惑星の曲率に従わないため、受信機への直接の視線が必 しかし、彼らは電波よりもパンチの多くをパックし、ラジオができないもののいくつかを貫通することができます—厚い雲やほこりのように—彼らの高

マイクロ波は、無線ネットワークを介してデータを送信し、衛星や宇宙船と通信するために、衝突回避システム、いくつかの無線ネットワーク、キーレスエントリーシステム、ガレージドアリモートのための自律的および古典的な車両で使用されます。彼らはオーブンでも便利です。

電波吸収が熱を発生させるのと同じプロセスにより、2.45GHz（12cm）のマイクロ波は水を加熱するのに非常に優れています。 食べ物は常に少なくともいくつかの水を持っているので、それは電子レンジが食べ物を加熱する気の利いた方法であることを意味します。

赤外線

安っぽいアクション映画、赤外線、またはIRの恋人。 可視スペクトルの長さはわずかで、300GHz（1mm）から430THz（700nm）の可視下限（赤色）までです。 これは、あなたがと対話しますほとんどのオブジェクトが熱を放射する上でスペクトルです。 ラジオやマイクロ波放射とは異なり、赤外放射は双極子（水のような大きく偏光した化学分子）と相互作用し、振動を熱に変える広範囲の物質、およびほとん しかし、その逆もまた真であり、バルク物質は一般に熱を放出するにつれていくつかのレベルのIRを放射することを意味する。

だから、それはちょうど大気中の水に吸収されるので、長距離通信のために非常に良いではありません。 しかし、あなたのテレビのリモコンは、IRを使用して短距離でコマンドを発行することができます。 赤外線検出器は、夜中の強盗など、熱を発するものを見ようとしている場合に便利です。 赤外線は、惑星を求めて塵の雲を覗き込むために天文学でも使用され、熱漏れを監視したり、過熱を防止したり、天気予報や特定の薬用用途で使用され 軍はまた、明らかに、IRの大ファンであり、観測と目標に向かって軍需品を誘導するためにそれを使用しています。そして、そこにトカゲ愛好家が知っているように、赤外線は必要な場所で熱をビームするのに最適な方法です。 実際、それはまさに人々がIRを発見した方法です。 1800年に、ウィリアム-ハーシェル卿の名前の天文学者が最初に温度計への影響を観察することによってIR放射を記述しました。

他のすべての電磁放射と同様に、IRはエネルギーを運び、波のようにも量子粒子、光子のようにも振る舞います。 地球に到達するすべての太陽エネルギーの半分以上は、赤外線としてそうしています—それが日光がとても暖かく感じる理由です。これは、あなたの目が拾うように調整されている電磁放射の間隔です。

可視光

これは、あなたの目が拾うように調整されている電磁放射の間隔です。

可視光は430〜770THz（390〜700nm）のスペクトルに及びます。 このスペクトルの特定のビットがオブジェクトに吸収され、残りの部分が反映されるため、さまざまな色が表示されます。 何かがあなたに赤く見えるようにするには、色に対応していない波長を吸収し、目が拾うために赤い波長だけを反映する必要があります。しかし、色は光が特定のオブジェクトと相互作用する方法からも発生する可能性があります。

しかし、色は光が特定のオブジェクトと相互作用す オブジェクトのテクスチャも、ほぼ同じメカニズムで作成されます。 たとえば、雪は同時に白く、艶消しで反射しているように見えますが、個々の雪の結晶はガラスのように見えます。 あなたはここで理由を見つけることができます。

紫外線

789テラヘルツ（THz）以上の周波数にわたるEMスペクトルを紫外線と呼びます。 紫外光は、10nmから400nmまでの本当に短い波で構成され、多くのエネルギーを運びます。 実際、UV境界から出発して、光子は特定の化学結合を新しい配置に変えるのに十分なエネルギーを運びます。 あなたが情報を保存しようとしているDNA分子なら、それは地獄です。 生きているものにとってさらに悪いことに、DNAを直接損傷するのに十分なエネルギーを持たない特定のUVサブタイプ（サブタイプAなど）は、体内で活性酸素種、DNA中の化学結合をハイジャックする反応性の高い化合物を産生するため、依然としてリスクをもたらす。

全体的に、UV放射は、それが人生に本当の危険であることを開始するのに十分なエネルギッシュです。

比較的低エネルギーのUVでさえ、単に温度によって引き起こされるものよりもはるかに悪い厄介な皮膚の火傷を引き起こす可能性があります（上で説 高エネルギー UVへの曝露は、波がDNA鎖に大混乱をもたらすため、癌につながる可能性があります。

生物にダメージを与えるこの能力は、周波数がさらに増加し続けるだけであるため、これからのリストでは共通の特徴になります。

UVスペクトルの上端（約125nm以下、時には「極端なUV」と呼ばれる）では、これらの波によって運ばれるエネルギーは非常に高く、光イオン化と呼ばれるプロセ

UV放射が太陽の総光出力の約10％を構成することを考慮すると、土地に住むものには多くの問題が発生します（水はUVを吸収するのにかなり良い仕 幸いにも私たち地球人のために、私たちはオゾン層と大気の残りの部分によって保護されています。しかし、それはすべての悪いニュースではありません。

しかし、それは悪いニュースではありません。 UV放射は、ヒトを含むほとんどの陸上脊椎動物におけるビタミンDの合成の鍵である。 紫外線は、写真や天文学、特定のセキュリティ用途（請求書やクレジットカードを認証するため）、法医学、滅菌器として、そしてもちろん日焼けベッドでも使用されています。h3>

周波数は30ペタヘルツから30エクサヘルツ（’peta’は15個のゼロを意味し、’exa’は18個のゼロを意味する）、波長は0.01から10ナノメートルで、X線は非常にエネルギッシュである。 波長が0.2–0以下のもの。1nmは”堅い”X線と呼ばれます。 医師は、彼らが私たちの軟部組織がそれらに事実上透明であることを非常に小さく、強力だから、体内の骨を見るためにそれらを使用しています。 同じことが空港で荷物と一緒に行く—ハードX線は、それらを介して右見ることができます。 それらの波長は個々の原子の大きさに匹敵するため、地質学者はそれらを使用して結晶構造を決定します。

X線（およびより高エネルギーのガンマ線）は、すべて最小イオン化エネルギーを運ぶ光子で構成されています（すべて光イオン化することができます）。 それらは、ほとんどの物質を容易に貫通するので、生物および生体分子に大規模な損傷を与え、しばしば皮膚の下の組織に非常に深く影響を及ぼす。

彼らは1895年11月8日にそれらを発見したドイツの科学者Wilhelm Röntgenにちなんで命名されました。 それは当時非常に神秘的だったので、Röntgen自身がそれらをX線と呼んだ-誰も本当にこの放射線が何であったか、それが何をしたのか理解していません。P>

ガンマ線

これらは、私たちが知っている単一の最高エネルギー光子を持つEmrです。 それらは30エクサヘルツを超える周波数を持ち、10ピコメートル以下の波長（1ピコメートルはナノメートルの千分の一またはメートルの億分の一）であり、原子の直径よりも小さい。 それらは主に地球上の放射性崩壊（核兵器やチェルノブイリのような）に起因していますが、途方もなく強力なガンマ線バースト、おそらく中性子星やブラックホールに崩壊する前に超新星やより大きなハイパーノバになる死んでいる星の産物で来ることができます。 それらは生きている生物のための単一の最も致命的なタイプのEMの放射です。 幸いなことに、彼らは主に地球の大気に吸収されています。

人工ガンマ線は、ホワイトトパーズをブルートパーズに変えるなど、宝石の外観を変えるために使用されることがあります。 米国はまた、それらを使用して、1時間あたり最大30個の容器をスキャンできるステロイド上の一種のX線装置を作成することを実験しています。 途方もなく浸透ガンマ線がいかにの考えを得るためには、採鉱操作が鉱石の巨大な山を見、処理のために最も豊富の選ぶのにガンマ線の発電機を使 他の用途には、放射線照射（医療機器または食品を殺菌するために使用される）、癌腫瘍を殺すため、および核医学が含まれる。要するに、これらは電磁放射を記述するために使用するカテゴリです。

彼らは通過するのが好きなものと、彼らが反映するものを持っています。 彼らはあなたが見ることができない光であり、楽しい、非常に危険な、そして時にはめちゃくちゃ致命的なことができます。