機械波と電磁波の大きな違いは、機械波は伝播に媒体（空気や水）を必要とするのに対し、電磁波は伝播に媒体を必要としない（空間を伝播できる）こと...です。
主な相違点
機械波と電磁波の大きな違いは、機械波は伝播するために媒体（空気や水）を必要としますが、電磁波は媒体を必要としない（空間を伝播できる）ことです。
機械的波動 vs. でんじは
機械波は媒体を通過しなければならないが、電磁波は媒体を通過する必要がない。機械波はプラズマ、液体、固体、気体などの媒体の摂動や振動によって発生するため、通常は何も発生しないが、電磁波は宇宙を伝播する最も重要なエネルギーである電磁エネルギーのようなものによって発生する。機械的な波は、通常、周波数よりも波の振幅によって引き起こされる。一方、電磁波は、荷電粒子の振動によって形成される。
一般に機械波は周期的な摂動と考えられているが、これに対して電磁波は電荷摂動と呼ばれている。機械的な波の例としては、プールの真ん中に石を投げ入れたときにできる波紋などがあり、一方、電磁波の例としては、電波や光などがある。機械的な波の速度は、通常、音源の弾性的性質によって決まる。一方、電磁波の速度は、通常、音源の屈折率に反比例している。
機械波は電磁波よりも遅く、空気中の音速は332m/s。一方、電磁波は通常、真空中の光速は3×l0 8m/sで、機械波よりもはるかに速く伝わる。機械波は縦波と横波の両方があるが、電磁波は横波のみである。機械波は媒質中の粒子の振動によって発生し、一方、電磁波は電場と磁場の変動によって発生する。磁界は通常、周波数と**長が低く、これに対し、電磁波は通常、周波数が高く、波長が低い。
比較表
| 機械的波動 | 電磁波 |
| 機械波は、物質の揺らぎであるため、エネルギーを源流に乗せて伝達すると考えられています。 | 電磁波は、空間を移動する際に媒体を必要としない波です。 |
| 中程度の要件 |
| メディアの必要性 | 普及には媒体が必要ない |
| 作成者 |
| プラズマ、液体、固体、気体などの媒体中の乱れや振動に起因するもの | 電磁波のエネルギーで生成されるとかなんとか |
| 原因 |
| 通常、波の周波数ではなく、波の振幅によって形成される | 荷電粒子の振動で形成される |
| とみなされる。 |
| 周期的な乱れとして | 荷電粒子と呼ばれる摂動 |
| 波速 |
| 通常、音源の弾性的性質によって決定される | 通常、光源の屈折率に反比例する |
| スピード |
| 電磁波より遅い空気中の音速は332m/sです。 | 光は真空中では機械波よりはるかに速く、光速は3×108m/sである。 |
| ウェーブタイプ |
| 縦波と横波 | 横波 |
| 発生原因 |
| 媒体中の粒子の振動に起因する | 変動する電場と磁場によって発生する |
| 同梱物 |
| 通常、低周波、大波長 | 一般的に高波長用と低波長用を用意 |
| 例 |
| プールの中央に石を投げ入れたときのプールの波紋 | 無線信号とライト |
機械的波動は何ですか？
伝播するために媒質が必要な波を機械波という。ただし、機械波は固体を伝播することもあるので、媒体は気体や液体である必要はない。音のような機械波は、液体、固体、気体、プラズマなどの媒質から伝搬する際に、物質の分子を乱しながら圧縮を発生させます。例えば、音波が空気中を通過するとき、空気分子の変位を引き起こし、空気中の他の分子と特定の周波数で振動し、衝突しながら媒質を通過する。
空気分子は元の位置に飛び戻る。それぞれのタイプの力に対して、媒体には等しく反対の力が生じる。その結果、分子が前後に振動し、音源と同じような状態になります。一般に、気体や液体では波の伝搬は正しいが、厚みのある物質ではそうでないことが多い。機械波には、縦波と横波がある。
横波と縦波は、一般に一つの媒質の中で混在する表面波である。機械的な波は、通常、エネルギーを伝達します。この透過エネルギーは、波の方向と同じ方向に進みます。機械的なものであれ、電磁的なものであれ、どんな波もある一定のエネルギーで構成されています。
機械的な波は、慣性と弾性を含む媒体の中でしか形成されない。機械的な波は、通常、単一のエネルギーの寄与を含んでいます。波の伝搬に一度エネルギーが加わると、波はすべての波動エネルギーが変位するまで媒質中を伝搬する。機械的な波の例としては、プールの真ん中に石を投げ入れたときにできる波紋がある。
タイプ
- 横波：媒質に向かって直角に進む波（例：光）。
- 縦波：媒質の方向と同じ方向に進む波で、音などがこれにあたる。
- 表面波：海、プール、湖などの水域で、媒質の外側または2つの媒質の間を横方向に伝搬する表面波。
電磁波は何ですか？
媒体を介さずに媒体間を伝播し、振動する波を電磁波という。電磁波は光の波でもありますが、通常、私たちが見ることのできる可視光以外の波で構成されています。電磁波は通常、前方にエネルギーを伝搬するが、その際に媒質を使うことはない。そのため、光は太陽という媒質から容易に地球に到達することができる。
もし、電磁波が何らかの機械的なものであれば、地球上に熱も光も生命も存在しないはずだ。電磁波は、宇宙を旅する最も重要なエネルギーである電磁エネルギーのようなものによって生み出されます。電磁波のさまざまな例として、ラジオや信号光がある。
タイプ
- 電波：インスタントメッセージング
- マイクロ波：データ、熱
- 赤外線：目に見えない熱波
- 可視光：光
- 紫外線：高エネルギーの光
- X線：透過型放射線
- ガンマ線：核エネルギー
主な相違点
- 機械波は通常、物質の中を伝搬するが、電磁波は媒質を介する必要がない。
- 機械的な波は、波の周波数ではなく、振幅によって形成される。一方、電磁波は、荷電粒子が振動することによって形成される。
- 一般に機械波は周期的な摂動と考えられているが、これに対して電磁波は摂動と言われる。
- 機械波はプラズマ、液体、固体、気体などの媒体の振動や摂動によってのみ発生するが、電磁波は電磁波エネルギーによって発生するため、宇宙を伝播する最も重要なエネルギーである。
- 機械波の速度は、音源の弾性的な性質を利用して決定される。一方、電磁波の速度は、音源の屈折率に反比例している。
- 機械波は空気中を332m/sでゆっくり進む。一方、電磁波は真空中では通常、光速が3×l0 8m/sと機械波よりはるかに速く進む。
- 縦波も横波も機械波の一種ですが、電磁波は横波にしかなりません。
- また、媒質中の粒子の振動により、機械的な波が発生し、一方、電場や磁場の揺らぎにより、電磁波が発生する。
- 磁界は通常、**長さと低い周波数を持ち、これに対し、電磁波は低い波長と高い周波数を持つ。
- 機械的な波の例としては、プールの真ん中に石を投げ入れたときにできる波紋などがあり、一方、電磁波の例としては、電波や光などがある。
結論
以上のことから、機械波は波の周波数よりも波の振幅に起因し、通常、伝播するために媒体を必要とする。一方、電磁波は荷電粒子の振動によって形成され、伝播するために媒体を必要としない。
