電波はどのように機能しますか？

EMまたは電磁放射は、磁場と電場で構成されています。 これらのフィールドは互いに垂直な波で移動し、2つの波のピーク間の距離である波長に基づいて分類できます。 波長が最も長い電磁放射の種類は電波です。 粒子が加速したり、速度や方向が変わったりすると、長波長の電波を含むスペクトル全体にEM放射が放出されます。 これが発生する一般的な方法は5つあります。

黒体は、放射線を吸収して再放出する物体です。 物体が加熱されると、その原子と分子が移動し、EM放射が放出され、温度に応じてEMスペクトルに沿った異なるポイントでピークに達します。 たとえば、加熱された金属片は、最初に暖かくまたは赤外線を感じ、次にスペクトルの可視光部分に入ると光ります。 はるかに低い温度では、電波波長の放射が放出されます。

ガス原子内の電子が移動または除去されると、それらはイオン化されます。 これは、黒体放射と同様に、別の形態の熱放射です。 これにより、荷電粒子がイオン化ガス内を移動し、電子が加速されます。 加速された粒子はEM放射を放出し、一部のガス雲は星形成領域や活動銀河核の近くなどの電波波長でそれを放出します。 これは、「フリーフリー」放出および「制動放射」とも呼ばれます。

3番目のタイプの熱放射はスペクトル線放射です。 原子内の電子が高エネルギーレベルから低エネルギーレベルに変換されると、光子（波と同等と見なすことができる質量のないエネルギー単位）が放出されます。 光子は、選挙が行き来する高レベルと低レベルの差と同じエネルギーを持っています。 水素などの一部の原子では、EMスペクトルの無線領域（水素の場合は21センチメートル）で光子が放出されます。

これは非熱的な放出形態です。 放射光は、粒子が磁場によって加速されるときに発生します。 通常、電子は陽子よりも質量が小さく、加速しやすいため、帯電しています。 これにより、磁場への応答が容易になります。 電子は磁場の周りを回転し、エネルギーを放出します。 残っているエネルギーが少ないほど、フィールドの周りの円が広くなり、電波波長を含むEM放射の波長が長くなります。

メーザーは別の種類の非熱放射です。 「メーザー」という言葉は、実際には、放射線の刺激放出によるマイクロ波増幅の頭字語です。 メーザーがより長い波長で増幅された放射線であることを除いて、それはレーザーに似ています。 メーザーは、分子のグループにエネルギーが与えられ、特定の周波数の放射線にさらされると形成されます。 これにより、無線フォトンが放出されます。 エネルギー源が分子に再びエネルギーを与えると、これはプロセスをリセットし、メーザーが再び放出されます。