電磁波にはどのような種類がありますか？
電波は、波長が 100 μm 以上の電磁波すべてを指し、低周波・超長波・長波・中波・短波・超短波・マイクロ波と細分化されます。光は、波長が 1 mm から 2 nm 程度のものを指し、赤外線・可視光線・紫外線に分けられます。
X線、ガンマ線とは、元々はX線は電子励起から発生する電磁波、ガンマ線は核内励起から発生する電磁波というように発生機構によって区分けされているものでありまあすが、大雑把に波長が 10 nm 以下のものをX線、さらに短い 10 pm 以下のものをガンマ線と呼ぶことも多いです。
漏洩電磁波 漏洩電磁波(ろうえいでんじは、英: compromising emanations)は、電子機器内部で発生する電磁波が、その強度が十分に弱くないため、あるいは完全なシールドは難しいために、外部で計測可能なほどに漏洩するものである。サイドチャネル攻撃などに利用可能なため、特に他者に知られたくない情報を含んだ電磁波を指すこともある。アメリカ国家安全保障局などではTEMPESTと呼び研究している。暗号の攻撃法としての利用についてはサイドチャネル攻撃の記事を参照のこと。
天体望遠鏡 さまざまな分類法があるが、 ひとつの分類法としては捕らえる電磁波(光を含む)に着目して、光学望遠鏡 / 電波望遠鏡 / X線望遠鏡 / 赤外線望遠鏡 ...などと分類する方法がある。
コヒーレンス を求めればよい。したがって密度行列を通して、電磁波の位相を物質系に移すことができる。つまり電磁波のコヒーレンスを物質系に転写することができる。密度行列を介して物質の電気分極に生じるのが「電気分極のコヒーレンス」である。同様にして、対象が励起子のときは「励起子のコヒーレンス」、対象がスピンのときは「スピンのコヒーレンス」を考えることができる。
たとえば原子における基底状態 | a ⟩ {\displaystyle |a\rangle } と励起状態 | b ⟩ {\displaystyle |b\rangle } の2準位系を考える。はじめ | a ⟩ {\displaystyle |a\rangle } にあった系に電磁波が照射されると、 | a ⟩ {\displaystyle |a\rangle } と | b ⟩ {\displaystyle |b\rangle } との間でラビ振動が起こる。ラビ振動は自然放出によって | b ⟩ {\displaystyle |b\rangle } から | a ⟩ {\displaystyle |a\rangle } への遷移が起こるまで続く。この時間が物質系のコヒーレンス時間に対応する。照射する電磁波の縦コヒーレンス長L1と横コヒーレンス長L2に対して、体積V~L1*L2の領域内の原子が、秩序だった位相関係を持って励起される。よって多くの同じ2準位系が存在するときは、これらは電磁波の入射とともに同位相でラビ振動するが、それぞれ異なる時間に自然放出による基底状態への遷移が起こるので、位相のそろった原子の数は減っていく。この現象をデコヒーレンスという。
黒体 黒体とは、全ての波長にわたって電磁波(光)を全く反射しない物体である。そのような物体は実在しないため、理想気体や剛体と同じように、黒体は実在しない。現在、発見された最も黒体に近い物質は、99.995 % の光(電磁波)を吸収する。
物体からの放射(反射を含まない)には、物体の相(固体・液体・気体)にかかわらず温度によって色が変わることが経験的に知られている。色は、さまざまな波長の光が混ざり合って構成されている。色の変化は、波長ごとの強度分布の変化であることがスペクトルの分析によりわかっており、またその分布は、温度によって一定であることも知られている。これを物体からの熱放射という。特に、黒体からの熱放射を黒体放射(黒体輻射)と言う。
ある温度の黒体から放射される電磁波のスペクトルは一定である。温度 T において、波長 λ の電磁波の黒体放射強度 B (λ) は、
電磁場解析 電磁波の電力進行方向(ポインティング・ベクトル)、導波路の正常モード、媒体による電磁波の分散、そして、散乱などは、電磁界解析において重要な項目であり、これらは全て電界と磁界の関係からコンピュータを用いて計算することができる。計算電磁気学のモデルは、対称性を仮定したり、現実の構造を、筒状や球状あるいはその他の規則正しい幾何学的な形状に簡素化する。計算電磁気学のモデルは、徹底的に対称性を利用することによって、解析対象のシステムの次元を3次元から、2次元、更には 1次元にまで減少させることがある。計算電磁気学は、前述の幾つかの重要事項に挙げたような様々な問題を定式化できる。計算電磁気学の固有値定式化を用いることによって、特定の構造について、定常状態の正常モードを計算することができる。
過渡応答やインパルスによる電磁界への影響は、時間領域の電磁界解析手法であるFDTD法によって、より正確にモデル化される。曲面を含む物体は、有限要素法 (FEM) や、非直交のグリッドを使用することによって、より正確に扱うことができる。ビーム伝播法(英語版) (BPM) は、導波路での電力の流れを解析する。以上のように、いくつかの手法によりある媒体の電磁界や電力の関係をモデル化できる場合でも、解析を行う応用分野ごとに計算電磁気学で使われるモデルが決まってくる。
電磁シールド 電磁シールドに用いられる代表的な物質としては、板金、金属網、発泡金属、プラズマ(イオン化された気体)がある。 遮蔽またはメッシュのどの穴も、中に入って来ようとする電磁波の波長よりも十分に小さくなければならない。そうでないと、電磁波は穴を通り抜けてしまう。
ほかに一般的に用いられる遮蔽方法は、特にプラスチックの囲いに格納された電子製品で用いられる方法であるが、囲いの内側を金属インクまたは同様の物質でめっきすることである。金属インクは、非常に小さな微粒子の形で適切な金属(一般的には銅またはニッケル)が詰め込まれたキャリア材料で作られている。金属インクは囲いの上へ噴霧され(かつては乾式)、金属の連続した伝導層を作る。伝導層は機器の筐体に電気的に接続することができ、このようにして有効な電磁シールドが実現される。
漏れ 電気用語(強電用語)では、電流が絶縁を破って本来の回路から漏れてしまうこと、発電所から送電されている電流(100V〜200V程度の交流電流)が通常の回路から漏れてしまうことは一般に漏電という。
エレクトロニクスの分野では、電子回路を流れる電流が回路から漏れてしまうことはリーク電流という。
電磁波の場合は通常は「電磁波シールド」で漏れないようにしているが、電磁波が漏れることは漏洩電磁波という。電気器具類から漏れた電磁波が原因でさまざまな電子機器が誤動作してしまうことも起きるので、各国で技術的な基準が定められている。日本では電気用品安全法が1961年に公布され、これには電気器具から漏れる電磁波のことに関する規定も含まれており、この法律の施行以降、電気製品類は販売する前に検査を受けPSEマークを取得し表示している。
分光法 最も一般的な分光法は電磁波を測定する方法であるが、用いる電磁波の波長領域によって、観測できる現象や用いる実験装置が大きく変わるため、検出される電磁波の波長領域による分類がしばしば行われる。また、測定される物理量(吸収、発光、光散乱など)、分光法の原理、分光する目的などによって細かく分類されている。例えば分子では、可視・紫外光では電子状態が、赤外光では振動状態が、マイクロ波では回転状態を観測することができ、それぞれ、可視・紫外光分光、赤外光分光、マイクロ波分光とよばれている。この場合のように、波長領域だけを指定して○○分光(例えば赤外分光)という場合には、その波長領域での吸収分光を指すことが多い。前述したように、今日では広義の分光法は「スペクトル」を使用して物性を測定あるいは物質を同定・定量する技法一般の総称となっている。したがって、光電子分光や質量分析のように、電子やイオン、中性子など粒子の運動エネルギーを測定する方法も、広い意味での分光法に分類されている。
化学反応などの分析では、測定する物理量が時間に対してどのように変化するかを測定する時間分解分光が行われる。通常の化学反応の場合、ストップドフロー法などを用いて急速に試薬を混合し、スペクトルの時間発展を観測して反応中間体や反応速度を求める。光化学反応の場合、超短パルスレーザーを使用し、過渡スペクトルを測定することで、フェムト秒レベルの極めて速い反応であっても進行する様子が観察できる。
細胞内での物質分布や、材料の元素分布など、2次元または3次元的に分光する手法は、空間分解分光と呼ばれていて、分光法と顕微鏡を組み合わせることで測定が行われる。