音と光の違い：音は空気の振動、光は電気の振動ではない理由

音と光はどちらも「波」として伝わる現象ですが、その性質や伝播の仕方には大きな違いがあります。音は空気の振動であり、光は電気の振動ではないことを理解するためには、両者の物理的な性質について詳しく知る必要があります。この記事では、音と光の違いについて解説し、音の振動と光の伝わり方の違いを説明します。

音と光の基本的な違いとは？

音と光は、どちらも波として伝播する現象ですが、その波の種類は異なります。音は「音波」と呼ばれ、空気などの媒介物を使って伝わります。音波は空気の分子が振動し、その振動が周囲の分子に伝わることによって音が伝わる仕組みです。

一方、光は「電磁波」の一種で、空気や真空などの媒介物を必要とせず、電場と磁場が交互に振動しながら空間を伝わります。つまり、音と光はどちらも波でありながら、全く異なる性質を持っているのです。

音が空気の振動であるのに対し、光は「電場」と「磁場」の振動です。音波は物質の中で分子が振動し、その振動が伝播していきます。つまり、音は「機械的な波」であり、媒介物が必要です。

一方、光は電場と磁場が相互に影響を与えながら進む「電磁波」です。この電磁波は、空気や真空を含むさまざまな環境を通過することができます。光は音とは違い、物質に依存せず、真空中でも伝わるのです。

音波は媒介物（空気、液体、固体など）を使って伝わります。そのため、音は真空中では伝わりません。音波が伝わるためには物質が必要です。例えば、宇宙空間では音を聞くことができないのはこのためです。

一方、光は電磁波であるため、媒介物を必要とせず、真空中でも伝播します。光は真空中でも進むことができ、地球の大気を通過したり、宇宙空間をも貫通したりする性質を持っています。この違いは、音と光の根本的な性質の違いに起因しています。

音波と光波の最も大きな違いの一つは、その波長と振動数です。音波の振動数は、通常、人間が聴覚で感じる範囲（約20Hz〜20,000Hz）であり、波長は音波が伝わる媒介物によって異なります。

光波は、非常に高い振動数（約10¹⁴Hz）を持ち、波長も極めて短い（400nm〜700nm程度）ため、目で見ることができます。この高い振動数と短い波長が、光と音の根本的な違いを作り出しています。

音と光はどちらも波として伝わる現象ですが、その性質や伝播の仕方には大きな違いがあります。音は空気の振動で伝わる機械的な波であり、光は電場と磁場の振動である電磁波です。この違いを理解することで、音と光がどのように異なるのか、そしてそれぞれがどのように伝わるのかをより深く理解することができます。