電子レンジの周波数

電子レンジはマイクロ波帯の周波数の特性を使ってものを温めているとのことですが、ほんとに周波数だけなのでしょうか？
使っている電力は関係ないのでしょうか？それに関連して、なぜレンジはあんなに電力を使ってしまうのかわかりません。

周波数だけで温めているなら、同じ周波数の電波を通信用としてアンテナから出してしまうと危ないと思うのですが・・

No.6 ベストアンサー 回答者： masudaya 回答日時： 2005/05/10 16:43

電波伝搬の教科書を見ると,水の分子の電磁波吸収特性の共振周波数は,22GHｚ付近となっています.(たとえば,「アンテナおよび電波伝搬」 三輪・加来 ,「電磁波工学」安達 「無線通信の電波伝搬」進士を参照 インターネット上でも探したけど見つかりませんでした.)

2.4GHzを用いている理由は,波長が長いので,食品の内部まで電波が入り込みやすく,水での損失も少しあるので,かなりのパワーを注入することで,温めています.じゃ22GHzならもっと効率よく温まるかというと,水や氷の場合はそうの通りですが,食品と考えると,22GHzは波長はがなり短いので,内部に入りにくく,汁だけ熱々とか表面だけ熱々で中は冷たくとなるそうです.

下のURLの下のほうにもそのような話が書いてあります.

では質問のほうへ,
（大体皆さんが回答済みですが）
ものの温めは,ある周波数（マイクロ波帯）の電波をかなりのパワーを食品に照射すると,水の分子が若干吸収するので,これが熱に変換されて温まります.パワーは電子レンジでは1kWくらいのものも市販されています.他と比較するとテレビの放送局が50kW,携帯電話に基地局で50W,携帯電話は1W,コードレス電話が0.1Wくらいなので,電子レンジはかなり強いパワーです.
たとえば,携帯電話の周波数で温めようと思うと,携帯の電波の周波数のほうが低いため水の吸収率が悪くなるので,もっとパワーが必要になります.
同じ周波数帯を用いるものにBluetoothや無線LANがありますがこのレベルは,0.1Wで（IDタグで0.3Wという場合もある）普通の電子レンジの1000分の1くらいのパワーです.さらに冒頭で述べたようにこの周波数は水の共振周波数でないので,人体の近くで使っても問題ありません.

参考URL：http://www2n.biglobe.ne.jp/~kurage/jzatsu/zatsu. …

No.7 回答者： Teleskope 回答日時： 2005/05/10 19:02

　

　
　”電子レンジは水の分子を『共振』させて激しく‥” という説明を散見しますが、『共振』 させてません、間違いです。

　方位磁石の針に強い磁石を近づけると向き自由に変えれるのと同じように、 強い交流電界が 水分子の向きを強引に「回れ右」させ続けているだけです。

　その運動が周囲の分子にも分配されて全体として熱に。
水分子だけが共振して動くよりも、脂肪や蛋白質の分子もいっしょに動いてくれた方が「自然の加熱」に近くて好ましいですが、
　水の分子は（磁石のように）プラスとマイナスに分かれてるので 電界で振り回されやすいのです。 油脂の分子はそれが弱いので 電界でほとんど振り回されず、熱くなりにくいです。

　この「水分子だけがよく動く」が 伝言ゲームの伝送路エラーで『共振』に情報化けしたのでしょう。
　
　

No.5 回答者： Ta595 回答日時： 2005/05/09 20:25

こんにちは。

回答は全部出ていると思いますが，一問一答で整理しましょう。

<電子レンジの加熱は周波数だけ？>
ちょっと質問を変えます
電磁波の性質だけしか使っていないのですか（ヒータで暖めたりしていないのですか）？
　⇒はい，そうです。
ただし，蛇足ながら，「オーブンレンジ」とか「トースターレンジ」とかいう商品の場合，ヒータ加熱も併用します。

<使っている電力は関係ないのですか？>
⇒もちろん，あります。が，他の回答者さんがおっしゃるように，物を暖めるのに必要なパワー（電力）の電磁波，という意味です。

<レンジはなぜあんなに電力を使うのですか？>
⇒ものを暖めるのに電磁波のパワーがそれくらい必要だからです。
　　（ちょっと答えになっていませんね。ごめんなさい）

<同じ周波数の電波を出したら危険では？>
同じパワー・同じ周波数の電波を出したら確かに危険です。他の方もおっしゃっていますが，電子レンジの加熱原理は水分子を振動させることなので，人間の中の水分も当然加熱されます。

ただし，通信では同じ周波数の電波は使っていませんので，アンテナの近くに行ったら人間の体の水分が沸騰してしまう，ということは少なくとも起こりません（水分子を効率よく振動させることができるのは，電子レンジの周波数の電磁波のみです）。そもそも普通は高出力の送信アンテナの近くには近寄れませんし。その点はご安心を(^^

ただし，他の周波数や弱いパワーでも，電磁波の人体への（悪）影響がまったくないとは証明できていません。しかし逆に，どの周波数の電磁波が，どのくらいのパワーで，どのような影響を及ぼすか，という所についても，まだはっきりしていないと思います。

個人的には，「影響はまったくない」とするのは物理的に考えても無理があると思いますが，気にしすぎてもしょうがないかな，という感じです。もしもご心配であれば，「君子危うきに近寄らず」が無難な対応だと思いますが，電磁波対策グッズの中にはどうもあやしげなものもありそうなので，その辺りは「自己責任」で(^^

No.4 回答者： FM-8 回答日時： 2005/05/09 19:00

ご質問の通り，周波数と出力の両方が重要です．

つまり，周波数が違っていて，ものすごい出力を出したとしても，レンジとして機能はしないと思いますし，
いくら周波数がびったりだったとしても，
出力が小さかったらこれまた，お酒を熱燗にはできません．

周波数とは，水分子を励起して運動を活発にさせる
周波数です．

出力はくわしくは知りませんが，ちよっとした赤熱ヒータ並には消費してますか?(昔，実家で古い電子レンジを動かしたときにブレーカが良く落ちた経験から推測してます．)

無線LANで使っている周波数や，衛星放送でつかっているのも
GHz(ギガヘルツ)帯で，概略同じです．
それぞれ使い道が違うのは，出力とか，アンテナの形が
違うからです．


電波といってもバカにしてはいけません．
レーダの前に人間が立つとかなり危険だと言います．

結局ですね，ご質問の懸念はその通りなんだと思います．

No.3 回答者： chie65536 回答日時： 2005/05/09 17:20

周波数の他に「出力」も重要です。

つまり「どの周波数で、何ワットの電磁波を出してるか？」ってのが重要です。

元々、電子レンジは「軍用の高出力マイクロ波の送信アンテナの前にあった物が煮えてしまった」と言う事故から発明された物です。「送信アンテナのように電磁波を発射して、それが外に漏れないように金属で囲った物」が電子レンジなのです。

電子レンジと同じ周波数でも、電磁波の出力が小さければ煮えてしまう事はありません（多少の影響は受けますが）

また、電子レンジと違う周波数でも、電磁波の出力が大きければ、煮えるまで行かなくても、温まる程度には影響を受けます。実際、送信中のラジオ局の大出力送信アンテナの導波管（発信機から送信アンテナまで電波を通す為の、真ん中が空洞になった銅製のパイプ）の中に手を突っ込むと、ほんのり暖かくなります。勿論、ラジオなので電子レンジとは違う周波数です。

要は「水の分子が最も影響を受けやすい周波数が電子レンジのマイクロ波の周波数で、煮えるまで水の分子を振動させるには、数百ワットの高出力の電磁波を照射する必要がある」って事です。

因みに、電子レンジの原理は「加熱とは、分子に振動を与える事」「水の分子に強力な電磁波を照射すると、水の分子が振動する。つまり、加熱される」と言う原理で加熱します（なので、水分が無い物は加熱出来ません）

No.2 回答者： micchan32 回答日時： 2005/05/09 16:59

質問の文章がちんぷんかんぷんですので、整理しましょう。

「周波数」とは「波」ですよね。
その強さを表すのは「W(ワット）」です。

テレビやラジオ、携帯電話も同じ「電波」で「強さ」があります。ですから、「強さ」によって遠くへ飛んだり、「弱い」と近くしか飛ばなかったりします。

さて、電子レンジは2.45ＧＨｚ帯の電波を水分子を振動させることによって、分子間に摩擦熱を発生させて温かくしています。そのためには出力を適切な強さに上げてます。
電子レンジ自体は、シールドされており、外部に電波が漏れないように工夫されています。とはいっても、若干漏れてますので、無線LAN等に影響があるらしいです。
ちなみに電子レンジのドアは透明ですが、小さな網目になってるのが分かると思いますが、あの網目は2.45ＧＨｚ帯の波長約12cmより小さくなってますよね。

ちなみに2.45GHzのちょっと下の周波数は携帯電話ですので、携帯電話の出力を上げると、電子レンジと同じような状態になるかもしれませんね。

No.1 回答者： noname#10813 回答日時： 2005/05/09 16:54

もうちょっと詳しい人がいらっしゃると思いますので簡単に。

箱の中でなにをやっているかというと、電磁波（赤外線の２４５０ＭＨｚあたり）を使って、水分子の水素－酸素間の結合部分を振動させて、その熱で物を温めています。
で、電磁波を強く出すことで、その結合部分を激しく揺らしています。なので、その強い電磁波を漏れないように囲っていますし、強い電磁波を発生させるために電気もたくさん使います。