電磁波（高周波に限る）の生存時間

Question

変なことを聞いているようで恐縮なのですが…。例えば高周波を束ねたレーザービームのようなもの（20MHzとか、500kHzとか、5MHzとか）で、窓を取り付けた木製の空間にレーザーを当てたとします（木製の箱型の空間で、窓を一個だけ設置）。10秒ほどあて続けた後レーザーを止めてから窓を0.001秒ほどでシャッと閉じて密閉空間にしたとして、その木製の空間内の高周波は何秒間ほど生存できるでしょうか？

Accepted Answer

（20MHzとか、500kHzとか、5MHzとか）の低い周波数では木造で遮断できないです、FM放送でも80MHzほど有る事を考えれば納得できると思います、レーザービームのようなもの・・・つまりレーダー照射の様なものですね、生存できる時間は反射を繰り返している時間だと思いますが、周波数が高いほど反射の折は減衰が大きく、光は0.001秒で300Km進みますので何回反射出来るか、窓を閉める頃にはすでに電磁波は消えてると思います

お礼

2022/06/12 10:24

回答ありがとうございます。あまり突っ込んで調べたわけでもなく、私の知識不足でした。電磁波自体は、供給を止めた時点ですぐ減衰に次ぐ減衰で消えてしまうのですね。参考になります。

質問者

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Answer

回答(3)再出
マイクロ波を扱う機器として、空洞共振器という金属製の容器があります。この中では、電磁波の減衰が少ないので、共振状態が比較的長く続きます。
仮に、共振周波数：1GHz、Q値：10,000の空洞共振器を仮定した場合、
閉じ込めた瞬間の電界の強さを100%とした場合、5μs時間が経過した時点の電界の強さは約20％、10μs時点で約4%、15μs時点で約0.8%といった程度の計算結果が得られました。

共振周波数が低く（寸法が大きい）、Q値が高い空洞共振器があれば、上記の試算結果よりも長時間電磁波を閉じ込めておくことが可能と思いますが、秒の単位まで延長することは現実的ではないと思います。

空洞共振器：
http://www.phys.aoyama.ac.jp/~w3-kitano/study2.html
Q値：
https://ja.wikipedia.org/wiki/Q%E5%80%A4

Answer

20MHzとか、500kHzとか、5MHzとかのような低い周波数のレーザーって実用化されているのか疑問があります。
レーザー (laser) とは、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationの頭文字に由来する言葉で、もともとの意味は、Light＝光 の周波数帯域の電磁波です。可視光であれば、周波数は10の15乗Hzのような極めて高い周波数帯域です。単位の接頭語を使って表せば、PHz（ペタヘルツ）の領域です。
メーザーまで拡張すれば、だいぶ周波数が低くなりますが、それでもマイクロ波GHz（ギガヘルツ）10の9乗Hzの領域です。

レーザー：
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC

Answer

月面反射通信
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%88%E9%9D%A2%E5%8F%8D%E5%B0%84%E9%80%9A%E4%BF%A1

往復約77万km

時間にして約２秒

＞総務省訓令「電波法関係審査基準」の範囲を超える空中線電力（通例50MHz帯で1kW、144MHz帯以上で500W）で送信する場合、

よーするに50MHzで1kW出力して約２秒　しかも真空中で生存可能

高周波レーザービームの生存時間は？