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相性(波長)が合うとパワーが発する

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TVラジオの電波から周波数高くなる(波長は短くなる)に従い、電子レンジに使われているマイクロ波赤外線可視光紫外線となっていきます。

資料ご覧ください。p.1~2は昨日の復習です。 → 赤外光 

p.3 赤外線周波数が高くなる(波長は短くなる)に従い遠赤外線→(普通)赤外線近赤外線となります。 炭火で焼肉をしたりヒーターに使うのが遠赤外線、物質を同定する際に使用するのが(普通)赤外線、メロンやリンゴの糖度を測定したり、最近では有機物同定に利用するのが近赤外線です。波長の逆数を「波数」と言い、単位は「cm-1カイザー)」です。周波数に比例します。

p.4 この図では、近赤外と遠赤外の2つに分類しています。

p.5 赤外線を浴びるとなぜ暖かくなるのでしょうか? 生体はタンパク質でできていますが、それらはアミノ酸から構成され、アミノ酸は水素・炭素・窒素・酸素などの原子が結合しています。原子を「重り」原子間の結合を「ばね」とすると、エネルギーをもらうと「ばね」が伸びたり縮んだり角度が変わったり振動します。分子が振動するのにちょうどよい加減のエネルギーをもらうと振動するのです。 強すぎても弱すぎても動きません。 この現象を共鳴(あるいは共振)と言います。 傘ラジオのバリコンで電気容量を変えてチューニングするのも、放送局の周波数に合わせて共振しています。 地震の周波数に合致した(共振した)建物が破壊されます。ブランコで、揺れに合わせて押してあげると力が伝わり、更に揺れが大きくなるのもこの原理を使っているのです。 難しい話より、論より証拠で、以下の動画をご覧ください

共振の実験オーソドックスなのは → https://www.youtube.com/watch?v=NGaG4T_Snh8

子供受けするのは → https://www.youtube.com/watch?v=Yng4A7g3oSE

地震などでどの高さの建造物が一番揺れるかがよくわかるのが → https://www.youtube.com/watch?v=mQx3ODPJAEg 地震のエネルギーによって壊れる建造物が変わりますので、いつも同じ高さのものが壊れるわけでないのです。 本日、大阪で震度6の地震が発生し、痛ましい事故が起きました。ご冥福をお祈りいたします。

長さが異なる振り子を全て動かすと → https://www.youtube.com/watch?v=gViLqrT6UUU 面白い動きをしますね。

p.6 電子レンジで食品が加熱される原理です。 水分がないと加熱できないことはご存知ですね。 水分子は、酸素原子がよりマイナス水素原子がよりプラスになっています。電子レンジは、コンセントから得られる電気の周波数(50もしくは60Hz)に比較して、非常に速く振動(2.5GHzぐらい)しています。つまり、1秒間に24億5000万回もプラス・マイナスが変化します。水分子もプラス・マイナスを持っていますので、磁石と同様、同じ電荷は反発、異なる電荷は引き合う現象が起きて、水分子は24億5000万回向きを変えることになります。運動しているので熱エネルギーに変換され加熱されます。

p.8 吸収されるエネルギーを計算するため、原子を重り結合手をばねに見立てると「フックの法則」が成り立ち、振動数と質量の関係式が得られます。

p.9 温室ガスの吸収エネルギーの計算例です。 興味のある方はご覧ください。

p.10~15 赤外分光の話です。興味のある方はご覧ください。FTIR(高速フーリエ変換赤外分光)は画期的な赤外分光技術です。SN比を上げ、かつ短時間計測が可能になりました。 フーリエ変換が大活躍です。以前に紹介した「フーリエの冒険」を読むと理解し易いです。インターフェログラムは種々の振動数の赤外光を合成した波です。SN比は積算回数を増やすと増加します。ノイズ部分がプラスマイナスゼロになっていき、信号だけ増幅されるのです。

専門的な話になってしまいましたが、共鳴(共振)という現象はいろんなところに現れます!! 相性(波長)が合うとパワーが発するのです。

 

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