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光と電磁波、どちらがより精密にコントロール出来るでしょうか? 例えば三次元空...

ono********さん

2014/8/1920:24:04

光と電磁波、どちらがより精密にコントロール出来るでしょうか?
例えば三次元空間のある座標に(範囲は数マイクロってところでしょうか?)ピンポイントで負荷をかける事が出来るのはどちらでしょうか?

表面には影響が無く、かつ内部に負荷をかける事ができたら理想です。
日本語が破綻しているような気がするので、わかりづらい時はその都度答えます。
どうかご回答よろしくお願いします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

tef********さん

2014/8/2002:08:11

光には回折限界というものがありまして、その1波長分の長さより狭い範囲には収束できないという性質があります。

光は長波、短波、センチ波、ミリ波、赤外線、可視光(赤→紫)、紫外線、放射線
の順番で波長が短くなり、エネルギーを狭い範囲に集めるのであればより短波長の光が向いてることになります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/光エネルギー
こちらをご覧いただければわかりますが、エネルギーの量が同じであれば照射される範囲が狭い、つまり波長が短いほうがエネルギーの密度が高くなるわけです。

さてこの回折限界にはもうひとつ特徴がありまして、その波長分より小さい物質には反射できないというものです。
センチ波やミリ波はその名の通り波長が数cm、数mmなので、例えば雲に向けて照射した場合、雲を構成するmm未満の大きさの水滴には反射せず透過(と言うより回りこんで)、それより大きい氷の粒や飛行機などに反射します。
なので航空機などには雲の中の危険を見通せるレーダーとして用いられ、長距離に届ける必要のあるラジオや無線などには航空機や山脈ぐらいでは妨げられない数mから数kmという長波長の電波が用いられるのです。
この点で言えば、人間の目も人間に害のある最低限の大きさの物質を捉えられる波長を用いたレーダーと言えます。

ご質問に「内部に負荷をかける」ということですが、エネルギーを集中させるには短波長を用いれば良いのですが、上述の通り波長が短くなればその分多くの細かい物質に波が捉えられてしまう、つまり減衰する距離が短くなってしまいます。

照射する時間にもよりますが、時間に制限を設けず、どうしても局所に照射しなくてはならないのなら、先ほど申しました極短波の、つまり放射線や紫外線、青色のレーザーを、あたった場所の物質が一瞬で蒸発するくらいの高出力で用いて一気に焼き切るか、

もしくは内部の、エネルギーを作用させる箇所がはっきりしているのなら、複数の低出力のレーザーで一点にエネルギーを集中させれば、外部の損壊を最低限に抑えながら、破壊ができます。
というより、この技術を用いたのが放射線治療機というものです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/放射線療法

  • 質問者

    ono********さん

    2014/8/2005:14:47

    ご回答ありがとうございます。目的は医療分野で応用なので、高出力で、なんて事は出来ないですね。あくまでも非侵襲的にピンポイントに「当てるだけ」という事は難しいのでしょうか?

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質問した人からのコメント

2014/8/20 07:16:52

丁寧なご回答ありがとうございました。実のところ、用途は細胞を活性化させるためでした。もう少し違った視点からも検討してみる事にします。

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

qrm********さん

2014/8/2000:56:51

電磁波→電波~赤外線~可視光線~紫外線~エックス(χ)線~ガンマ(γ)線です。全部ヒカリ(光)になります。

ピンポイントに照射できるのはレーザーです。
レーザー光はCD・DVD等の読取・書込等の光ピックアップとか医療用レーザー・レーザーメス・工業用レーザー裁断機・軍事用レーザー銃・試作品のレーザー砲・レーザー砲を搭載した軍事衛星等も計画された事も有りました(スターウォーズ計画)

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