2023年
問題38・磁場・電磁波に関する次の記述のうち,最も不適当なものはどれか.
(1)電磁波は真空中も空気中も光速で伝わる.
(2)高エネルギーであるX線,γ線は電離作用をもつ.
(3)電場と磁場の振動が伝播する波動の総称を電磁波という.
(4)光を波長の長さ順に並べると,紫外線が一番長く,その次が可視光線で,赤外線が一番短い.
(5)静電場は,電撃や皮膚がチリチリする不快感をもたらすことがある.
2023年
問題38正解(4)頻出度AAA
波長は赤外線が一番長く,可視光,紫外線の順である.周波数は,紫外線が一番大きく,可視光,赤外線の順である.電磁波の周波数×波長=光速となって一定となる.
波動現象については皆同じであるが,「速度(波の移動速度)=波長×周波数」である(2023-38-1表参照).
周波数 | 1秒間当たりの振動数 | Hz(ヘルツ) |
周期 | 1回振動するのに要する時間.周波数の逆数 | 秒(s) |
波長 | 1回振動する間に進む距離 | m |
波の速度 | 周波数×波長 | m/s |
電磁波は波長の長短(周波数の高低)によってその性質が著しく変化するので,その利用の仕方も異なってくる(2023-38-2表参照).
電磁波 | 電磁波の種類・名称 | 周波数 | 波長 | 用途・発生源 | ||
電離放射線 | ガンマ(γ)線 | 3,000万THz~ | 0.0001nm~ | 科学観測機器 | ||
エックス(X)線 | 30,000~3,000万THz | 0.001~10nm | 医療機器(X線,CTスキャナ) | |||
非電離放射線 | 光 | 紫外線 | 789~ 30,000THz | 10nm~ 0.38μm | 殺菌・レーザ | |
可視光 | 384~789THz | 0.38~0.78μm | 光学機器 | |||
赤外線 | 3,000G~ 384THz | 0.78μm~ 0.1mm | 工業用(加熱・乾燥) | |||
電波 | サブミリ波 | 300~ 3,000GH | 0.1~1mm | 光通信システム | ||
ミリ波(EHF) | 30~300GHz | 1mm~1cm | レーダ | |||
センチ波(SHF) | 3~30GHz | 1~10cm | 衛星放送, マイクロウェーブ | |||
極超短波(UHF) | 300~ 3,000MHz | 10cm~1m | テレビ,電子レンジ, 携帯電話 | |||
超短波(VHF) | 30~300MHz | 1~10m | テレビ,FM放送, 業務無線 | |||
短波(HF) | 3~30MHz | 10~100m | 短波放送,国際放送,アマチュア無線 | |||
中波(MF) | 300~3,000kHz | 100~1,000m | ラジオ放送 | |||
長波(LF) | 30~300kHz | 1~10km | 日本標準時送信 | |||
超長波(VLF) | 3~30kHz | 10~100km | 電磁調理器 | |||
(ULF) | 300~3,000Hz | 100~103km | - | |||
極超長波(ELF) | 3~300Hz | 103~105km | 家電製品 高圧送電線 |
※ミリ波~極超短波を通称マイクロ波,ミリ波~超長波をラジオ周波という.
-(1) 光速は,真空中より空気中の方がほんのわずかに遅い(通過する物質の密度が高いほど遅くなる.速度が遅くなる度合いをその物質の屈折率という).
-(2) 電離作用とは,エネルギーの大きい電磁波(電磁波の持つエネルギーは周波数に比例する)が,原子から電子を弾き飛ばしてイオン化する作用である.
-(3) 時間的に変動のない電場,磁場(それぞれ静電場,静磁場という)はお互いに独立して存在する一方,時間的に変動する磁場は電場を生み,時間的に変動する電場は磁場を生む.この時間的な電磁場の変化(振動)が空間を伝搬する現象を電磁波と呼ぶ.交流 50Hz の商用電源・電線からは 50Hz の電磁波が生じている.
-(5) 火花放電の起きる電圧は間隔1mmあたり約3kVで,冬場,人体に発生する静電気の電圧は3kV~4kV程度である.