第5章放射とスペクトルRadiation and Spectra

Key Concepts and Summary重要事項のまとめ

The electromagnetic spectrum consists of gamma rays, X-rays, ultraviolet radiation, visible light, infrared, and radio radiation. Many of these wavelengths cannot penetrate the layers of Earth’s atmosphere and must be observed from space, whereas others—such as visible light, FM radio and TV—can penetrate to Earth’s surface. The emission of electromagnetic radiation is intimately connected to the temperature of the source. The higher the temperature of an idealized emitter of electromagnetic radiation, the shorter is the wavelength at which the maximum amount of radiation is emitted. The mathematical equation describing this relationship is known as Wien’s law: $λ_{max} = \frac{(3 \times 10^{6})}{T}$ . The total power emitted per square meter increases with increasing temperature. The relationship between emitted energy flux and temperature is known as the Stefan-Boltzmann law: $F = σ T^{4}$ .

英語のヒント

電磁スペクトルは、ガンマ線、X線、紫外線、可視光、赤外線、電波からなる。これらの波長の多くは地球の大気の層を透過できず、宇宙から観測しなければならない。一方、可視光やFMラジオ、テレビの電波などは、地表まで透過できる。電磁放射の放出は、発生源の温度と密接に結びついている。理想化した電磁放射の放出体では、温度が高いほど、放出量が最大になる波長は短くなる。この関係を表す式は、ウィーンの法則として知られる。 $λ_{max} = \frac{(3 \times 10^{6})}{T}$ 。1平方メートル当たりに放出される総パワーは、温度が高くなるほど増加する。放出されるエネルギーフラックスと温度の関係は、シュテファン＝ボルツマンの法則として知られる。 $F = σ T^{4}$ 。

blackbody

黒体

an idealized object that absorbs all electromagnetic energy that falls onto it

入射する電磁エネルギーをすべて吸収する、理想化した物体。

electromagnetic spectrum

電磁スペクトル

the whole array or family of electromagnetic waves, from radio to gamma rays

電波からガンマ線までの、電磁波の広がり全体、またはその仲間全体。

energy flux

エネルギーフラックス

the amount of energy passing through a unit area (for example, 1 square meter) per second; the units of flux are watts per square meter

1秒間に単位面積、たとえば1平方メートルを通過するエネルギーの量。単位は1平方メートル当たりのワット。

gamma rays

ガンマ線

photons (of electromagnetic radiation) of energy with wavelengths no longer than 0.01 nanometer; the most energetic form of electromagnetic radiation

波長が0.01ナノメートル以下の、電磁放射のエネルギーの光子。電磁放射の中で最もエネルギーが高い種類。

infrared

赤外線

electromagnetic radiation of wavelength 10³–10⁶ nanometers; longer than the longest (red) wavelengths that can be perceived by the eye, but shorter than radio wavelengths

波長10³〜10⁶ナノメートルの電磁放射。目で感じ取れる最も長い波長の赤色光より長く、電波より短い。

microwave

マイクロ波

electromagnetic radiation of wavelengths from 1 millimeter to 1 meter; longer than infrared but shorter than radio waves

波長1ミリメートルから1メートルの電磁放射。赤外線より長く、電波より短い。

radio waves

電波

all electromagnetic waves longer than microwaves, including radar waves and AM radio waves

マイクロ波より波長の長い電磁波のすべて。レーダー波やAMラジオの電波を含む。

Stefan-Boltzmann law

シュテファン＝ボルツマンの法則

a formula from which the rate at which a blackbody radiates energy can be computed; the total rate of energy emission from a unit area of a blackbody is proportional to the fourth power of its absolute temperature: F = σT⁴

黒体がエネルギーを放射する率を計算するための式。黒体の単位面積から放出されるエネルギーの総率は、絶対温度の4乗に比例する。F = σT⁴。

ultraviolet

紫外線

electromagnetic radiation of wavelengths 10 to 400 nanometers; shorter than the shortest visible wavelengths

波長10〜400ナノメートルの電磁放射。可視光の最も短い波長より短い。

visible light

可視光

electromagnetic radiation with wavelengths of roughly 400–700 nanometers; visible to the human eye

波長がおよそ400〜700ナノメートルの電磁放射。人間の目で見える。

Wien’s law

ウィーンの法則

formula that relates the temperature of a blackbody to the wavelength at which it emits the greatest intensity of radiation

黒体の温度と、放射の強度が最大になる波長との関係を表す式。

X-rays

X線

electromagnetic radiation with wavelengths between 0.01 nanometer and 20 nanometers; intermediate between those of ultraviolet radiation and gamma rays

波長0.01〜20ナノメートルの電磁放射。紫外線とガンマ線の中間の波長を持つ。