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2.赤外線とは

目には見えないが、物を温める力のある光は、「赤色の外」側に存在していることから、「赤外線」と名付けられました。
赤外線は、「X線」、「紫外線」、「可視光線」、「マイクロ波」「ラジオ波」などと同じ「電磁波」です。

赤外線とは

電磁波とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波(波動)のことです。
電界と磁界がお互いの電磁誘導によって交互に相手を発生させあうことで、空間そのものが振動する状態が生まれ、この電磁場の周期的な変動が周囲の空間に横波となって伝播していく、エネルギーの放射現象の一種です。
そのため、電磁放射とも呼ばれています。

空間そのものがエネルギーを持って振動する現象であるため、波を伝える媒体となる物質(媒質)が何も存在しない真空中でも伝わっていくと考えられています。

電磁波の電界と磁界が発生する振動方向はお互いに直角であり、また電磁波の進行方向もこれと直角です。

基本的には空間中を直進します、物質が存在する空間では、吸収・屈折・散乱・回折・干渉・反射などの現象が起こります。
また、重力場などの空間の歪みによって進行方向が曲がることが観測されています。

真空中を伝播する電磁波の速度は、観測者がどのような方向に、どのような速度で動きながら測定したとしても、一定の値 299,792,458 m/s(約30万キロメートル毎秒)になることが様々な実験により確かめられており、このため真空中の光速度と呼ばれて、最も重要な物理定数のひとつになっています。

この光速度不変の原理を基にしてアインシュタインが特殊相対性理論を構築し、それまでの時間と空間の概念を一変させました。

物質(媒質)中を伝播する電磁波の速度は、真空中の光速度を物質の屈折率で割った速度になり、例えば、屈折率が2.417のダイヤモンドの中を伝播する光の速度は、真空中の光速度の約41%に低下します。

電磁波が、異なる屈折率の物質が接している境界を伝播するとき、その伝播速度が変化することから、ホイヘンスの原理により屈折が起こります。これを利用したものがレンズです。

なお、物質の屈折率は、電磁波の波長によって変化するのが普通で、これを分散と呼ひます。

虹が7色に見えるのは、太陽光が霧などの微小な水滴を通るとき、波長が長い赤色よりも、波長の短い紫色の方が、分散によってより大きく屈折するためです。

電磁波の性質は、波長、振幅(電磁場の強さは振幅の二乗)、伝播方向、偏波面(偏光)と位相で決められます。

電磁波を波長変化として考慮したものをスペクトルといいます。

波長の短い方から、ガンマ線・X線・紫外線・可視光線・赤外線・電波と呼び分けられます。

可視光線(0.4μm – 0.7μm)は電磁波の中でも極めて狭い範囲です。

「波長」によって、発見の経緯が異なり、現代のように体系的に理解されたのは、
マックス・カール・エルンスト・ルートヴィヒ・プランク(Max Karl Ernst Ludwig Planck, ドイツの物理学者1858年4月23日 – 1947年10月4日)が量子論を創始してからです。

【遠赤外線の科学 目次】
  1. 赤外線の発見
  2. 赤外線とは
  3. 赤外線の種類
  4. 加熱とは
  5. 放射に関する四つの基本法則
  6. 遠赤外線の吸収率
  7. 遠赤外線の生成
  8. 遠赤外線と近赤外線の比較
  9. 遠赤外線使用上の注意 (Q&A)
  10. 主要材料の比重・比熱・熱伝導率

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