アンテナの仕組み

こんにちは、ふと、なぜアンテナというものは働くのだろう、どういう原理なのかなと思いました。まず、アンテナの内部はどうなっているのでしょうか。たとえばラジオのアンテナ、あれはどういう構造なのでしょうか？ 唯の金属の棒でしょうか？　その先は何につながれているのでしょうか？ 電波を受信しているということですが、いったいどういう現象がアンテナと電波の間に起きているのでしょうか？　そしてそれが、アンテナの末端につながっている素子に何を起こしているのでしょうか。疑問だらけですみません。高校の物理くらいがわかっている人を対象にした形でご説明いただけると幸いです。とても疑問でして、お教えください。

No.4 回答者： debukuro 回答日時： 2008/09/28 11:13

棒状のアンテナの中は空です

金属の筒です
ラジオやテレビの電波は振動数が非常に多い交流です
こういう交流を高周波と言います
高周波電流は金属の内部よりも表面をよく流れます
だからラジオやテレビのアンテナは筒で出来ているのです
引っ張り強さが必要なところには細い線を沢山撚り合わせた線を使って表面積を大きくしています
レーダーのアンテナはただの筒でアンテナに見える物は電波を筒の口に向けて反射させるための反射板です

No.3 回答者： yokkun831 回答日時： 2008/09/27 19:48

>いったいどういう現象がアンテナと電波の間に起きている

>のでしょうか？

電波というのは，電場と磁場の振動が空間を伝わる現象ですから，
電波が通過する場所に金属があると，金属中の自由電子が振動させ
られようとします。しかし，金属の端では電子は動けないので，
電子の振動にとって固定端になります。金属棒の中を電子の振動
が伝わる波（高周波電流＝振動数が大きい交流）と電波の振動数
とがマッチするようなちょうどよい長さの棒を選ぶと，共振が
起こって，棒の中にうまく振動電流が生じて電波のエネルギーを
電流に移すことができるのです。一般に多く使われるアンテナでは
棒状のアンテナの先は電子振動の節，回路に接続する部分では腹
になります。金属中の電子振動の波の速さは光速よりやや遅いので
その波長は電波の波長より少し短くはなりますが，多く使われる
八木アンテナでは，ほぼ電波の半波長の長さの金属棒が使われて
いますから，アンテナの大きさで使われている電波のおおよその
波長がわかります。

No.2 回答者： sanori 回答日時： 2008/09/27 16:30

こんにちは。

ひとえに「アンテナ」と言っても、たくさんの種類があります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3% …

ですけど、
最も単純な例を挙げれば、導線１本をまっすぐ伸ばしただけのアンテナもありますよ。

ミニコンポとかラジカセには、付属品として、ＦＭ放送受信用の導線１本のアンテナが付いている場合が多いです。
放送局に対してアンテナを垂直にすれば、それだけで受信できます。
放送局から来る電波というのは、電気と磁気の横波なので、
その横波をアンテナが受け取る（共振する）ことによって、ラジオが鳴ります。


以上、ご参考になりましたら。

No.1 回答者： leaveme1 回答日時： 2008/09/27 16:18

アンテナも色々な種類がありますが、基本的には音叉と同じく共振させています。

（音叉は共鳴とも言いますが。）
つまりアンテナの長さは、その受信する波長と合うように作られています。
アンテナには、弦楽器の弦が振動するように電圧と電流が弓なりになって乗っています。（この場合は１／２波長の長さになっているわけです。）
１波長の長さが一番効率が良いのかも知れませんが、整数倍又は整数分の１の長さでも良いわけです。
電流は、アンテナの真ん中の部分を切り離して取り出す事ができます。
テレビのアンテナはこの原理なのですが、中波ラジオは波長が長すぎるので簡単に共振させることができません。
そのためラジオの中にバーアンテナと呼ばれるコイルになったアンテナが入っています。
これはコイルを使うことにより、アンテナの長さを電気的に伸ばしている訳です。
質問のアンテナはロッドアンテナのことだと思いますが、これもほとんどの場合共振させるほど長さが無い場合に使われます。
基本的に空間に金属があれば、効率は悪いですが電波はある程度拾えます。全くない場合と比べると比較できないほどの起電力が発生します。
私も高校生レベルの理解なので分かってもらえるとうれしいですが。