(1)「100kHz未満の電波というのはない」 この命題が正か誤か教えてください。この命題が正の場合、その理由を教えてください。(法律用語としてでなくて、科学とかのジャンルとして)

(2)「イメージとして、電子1個をお箸でつまんで、1秒に一往復のペース(1Hz)でゆっくりと頭上で左右に肩幅大に振る、と、周囲の空間には、1Hzの電波が発生し、無限遠まで、(もちろん減衰しながら)光速で伝播する」 この命題が正か誤か教えてください。誤の場合理由は?

よろしくお願いします。

背景1:電波とは何か、という疑問を実感として解決したい。電波とは何か、に関して、腑に落ちる説明を探しつつある過程にいます。

背景2: http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=8565「ご質問」とそれへの良回答(20pt)というのを読みました。「電界が伸びたり縮んだりするのが、ぶっちぎれる」という理解にやや納得できそうな感じをもち、感激しました。
http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=8565
http://www.okweb.ne.jp/iwedding/kotaeru.php3?q_i …

背景3:しかし、そのご回答のなかで、(1)が正である、と示されているのが腑に落ちなかった。

背景3:私のイメージでは (1)は誤で、(2)は正、になるのではないかと思っています。しかし、私が間違っている可能性大です。私が誤っていたら教えてください。よろしくお願いします。

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A 回答 (17件中11~17件)

LITHRONEさんのお答えは、残念ながら誤りです。



まず繰り返しになりますが、電波を300万MHz以下の電磁波と定義しているのはpen2sanさんもおっしゃっているように単に電波法上の定義の問題です。またHFやSHFなどの区分も便宜的なものであって、そのURLは単にそれに倣っているに過ぎません。ここでの議論は「物理的にどうか」が主眼であることをお忘れなく。
(pen2sanさん、20:42の回答で敬称をつけるのを忘れておりました。申し訳ありません)

また音は電磁波でなく「空気の振動」です。少なくとも現在の科学ではそう解釈されています。そのURLには確かに「音も電磁波の一種」なんて平気で書いてありますが、画期的な新説か単なる勉強不足かどちらかです。もし仮に20KHzの電磁波を人間が直接聞き取ることができるのであればスピーカやヘッドホンは要らなくなってしまいます。
(ただし20KHzの電磁波が人体と何ら干渉しないことを保証するものではありません)
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この回答へのお礼

初期の質問点の再確認(物理的にどうか)と"音問題"へのフォローをありがとうございました。

お礼日時:2001/03/13 15:01

(1)について。


他の方もおっしゃっていますが、電波とは電磁波の周波数が3000GHz以下のものをいいます。1秒間に三兆回変化する電磁波です。波長で言うと約100マイクロメートル(0.1mm)以上です。

参考URLに図で説明されています。↓

pen2sanへのお礼で、
>実用的でない、というのは私も直感的に同意です。しかし具体的には、実用的でない、というのはどういうことなのでしょう。

について。

20kHz以下だと、耳に聞こえる「音」になってしまうから。
さらに20Hz以下だと、耳には聞こえませんが、最近問題になっている(健康を害するとか)、超低周波になってしまうから。

これでは、アンテナが実用できる範囲内の波長であっても、苦情が来るのは確実でしょう。

参考URL:http://www.tokyo-eiken.go.jp/kankyoko/johoshi/no …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。うーんと、音になるということは、ないようですよね。関係は、「直接的には」「ない」ですよね。同じHzという単位を使っているのだから、それなりに繋がりがあるのか、ということもあるか…。

お礼日時:2001/03/13 14:48

命題(?)としてはglairさんのおっしゃるように(1)は誤、(2)は正だと思います。



300万MHzやVLF、HFという区分は人間が勝手にしたものですから、物理的には本質的な区切りではないですよね。100kHz切った途端に電波でなくなるなんてことは無いわけです。
実際にpen2sanのおっしゃるように超長波の電波が存在し、しかも実用に供されているのですし。

(2)は単電子でなくとも、例えば帯電した物体を毎秒1往復で振れば同様に電波を出すことになります。おそらく実用にはなりませんが。
「電磁波は電子の粒が飛んでいく・・・」は怪獣映画の世界ではそうなんですが、実際の電磁波(光も含めて)は空間の歪が次々伝播していくものと考えられています。
こんな風に考えてはいかがでしょうか。水面に棒を立てて一定区間を往復させます。棒近傍の水面(の形状)が棒の動きについていけなくなって波紋ができている事がわかります。棒の動きを速くするとよりはっきりすると思います。

1Hzの電波が実用的でない理由の一つは、アンテナの大きさとして必要なサイズがざっと見て波長の1/2程度だからです。携帯電話1.5GHzなら10cmですが、1Hzなら15万kmにもなり地球からすらはみ出してしまいます。
伝播上の問題もありそうですが、なにせ上記のような具合ですから試した人もいないはずで、私は知りません。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。「1Hzの電波が実用的でない理由の一つは、アンテナの大きさとして必要なサイズがざっとみて波長の1/2程度…1Hzなら地球からはみ出してしま」うことがあるのですね。なるほど、地球からはみだすのは困ります。おかげさまで、だんだん少しずつ、疑問がじょじょに方向性をとってきました。

ところで、次なる疑問が湧いてきました。アンテナって本当のところ、つまるところは、何なんでしょうか? アンテナになぜサイズが必要なのだろう? 1点の導体ではいけないの?1点の導体であるところの、isotropicアンテナって、仮想的で、実在できないの? これを明らかにするために以下の命題を考えてみました。Yes? No?についてご意見いただけましたら幸いです。

(1)アンテナとは、電荷の振動と、電磁波と、の変換機能を持つものである。 (Yes,No)

(2)効率を無視するなら、いかなる長さのいかなる形状の導体でも、電荷の振動と、電磁波との、変換機能を持つといえる。(Yes, No)

(3)よって、いかなる長さのいかなる形状の導体でも、アンテナと呼べる。(対象とする周波数によりその効率には天と地の差があるにしても。)(Yes, No)

(4)仮に以上(1)から(3)までの答えが全部yesだとする。すると、いわゆるλ/2ダイポールアンテナとか、教科書に載っているような有名なアンテナは、その群を抜く性能のよさは、一体なにに由来するのか。他の無数にありうるただの導体の切れ端やら、不定形の鉄板(導体)等と比べると、無数にありうるほうは、なにが至らなくて、彼ら優秀なほうは、なにがどうだったから優秀な特性を示すのか? (私はここで、彼ら優秀なほうは、光の速度、というのが、設計数値に入り込んでいる、関係してくるような気がしています←気のせいかもしれないけど。詳しい人ご示唆をお願いします。)

(5)また次の疑問ですが、一般に、通信の世界における実用的、という概念は、どういう変数から構成されうるのかな? それを知りたくて次のような質問を考えました。
(a)ビット率の低さを、「実用的」という概念から除外するとします。モールス信号で0か1かを伝えれば良いとします。
(b)アンテナ長の長さを、「実用的」という概念から除外するとします。地球からはみ出しても良いとします。
(c)1Hzとか、1万分の1Hzの(これまで使われていない)周波数を通信搬送波として仮に使う場合に、それでも残る、困る点、実用的でない点、が、ありましたら、教えてください。(伝播特性とか、S/N比とか、そういうことかな? 今の私には、知識が乏しく、問題点を、うまく洗い出せませんので、どなたか教えていただけましたら幸いです。)

いろいろと質問してばかりで、申し訳ありません。

お礼日時:2001/03/13 14:21

法律上(電波法上)の電波の定義は300万MHz(3000GHz)以下の周波数の電磁波です。

(電波法第一章、第二条、第一項)。 よって下限はありません。

実用範囲は、1960年代後半(だったと思います)にオメガ航法(これも定かではありません)と言う航法の為に地球上に4箇所アンテナを建て、全地球をカバーする方法が開始されました。 この際に使用された周波数が20KHzくらいだったと記憶しております。 この周波数だと海中の浅い場所まで(数10m?)電波が届き、潜水艦が潜水したまま自分の位置を確認出来るので軍事用にも使用されていました。当時は東西冷戦状態が続いていました。
日本近海では対馬に巨大アンテナが建てられました。

最近では、40KHzの長波標準電波が福島県の「おおたかどや山」から送信されており、ほとんどの電波時計(電子時計ではない)はこの電波を受信して定期的に時計を校正しております。 この電波は北海道から宮崎、熊本あたりまでカバーしております。

電波(電磁波)と言う意味では送信機とアンテナさえ揃えられれば1KHzだろうと1Hzだろうと送信可能です。
但し実用的では無いと思いますが。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
>法律上の定義は…
>よって下限はありません。
切れ味のよいご主張で大変ありがたいです。法律上の定義において電波の周波数に下限はないのですね。すると、並外れて低い周波数(1年とか100年とか1000年の周期を持つ電荷の往復運動)でもそれに随伴して放射される電磁波は電波だと…、少なくとも法律的にはそうだと。物理的にもそう考えてよいのかな…(私の門外漢としての予想では、物理的にもこのような考え方で、良いのだと思いますが、どなたか教えてください。)

>電波(電磁波)と言う意味では送信機とアンテナさえ揃えられれば1KHzだろう>と1Hzだろうと送信可能です。
このご主張も私自身の素朴な予想と合致するもので、お聞かせいただけてとても嬉しかったです。さらに極端に言うと、100万分の1Hz(えーと、こういう言い方は、あまり聞かないけど1マイクロHzとでも言うのかな)の周波数の電波(電磁波)も、送信機とアンテナさえそろえられれば、送信可能と考えてられますね。(間違っていたら教えてください)

>但し実用的では無いと思いますが。
そして、ここです。ここが解らないのです。実用的でない、というのは私も直感的に同意です。しかし具体的には、実用的でない、というのはどういうことなのでしょう。どこが難しいポイントなのでしょうか。

いいかえると、どういう要素が、どういう範囲内にあることなのでしょうか。その理由はナンなのでしょうか。

例えばですが、100マイクロHzの電磁波を使ってアンテナと送信機と受信機を作ると、受信機が富士山ほどの大きさになる、とか、電力がとてつもなく必要になるとか、惑星からの地磁気変動の雑音に埋もれて検出できない、とかの、お話でも聞ければ嬉しいのですが。あるいは、数理的(数式的)な根拠でもこの際歓迎です。

お礼日時:2001/03/12 19:55

揚げ足とりで申し訳ありませんが、電波言葉が示すものをきっちり定義するものを探すと、法律の問題になると思いますので、「電磁波」として

お話されたほうがよいのではないでしょうか?(特に物理学ならば)
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この回答へのお礼

ありがとうございます。ご趣旨に同意します。電磁波といった方が、私の期待する論点が明確になると思います。最初の私の質問文では、電波、を、電磁波、と読み替えてくださると嬉しいです。

お礼日時:2001/03/12 19:21

さらに低周波数の電波を発見(笑)。

(参考URL)
・極低周波(ELF)3~3kHz これは一般の交流電流の周波数帯が含まれますね。導体を伝わる電流を電波とは呼べないか。
でも電線の周囲に発生する電界はこの周波数の電波を放射しているはず。

・超低周波(ULF)0.03~3Hz
地磁気変動などがこの帯域に含まれます。

ところで
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=8565
のLadder様の回答を拝見したのですが、
「1000Hz(1kHz)では電波になりません。100kHzくらいから電波になります」
と仰っているのは、「そういう電波は存在しない」という意味ではなく、「実用的な通信搬送波としては使い物にならない」という意図での御発言ではないでしょうか? 憶測ですが…。

参考URL:http://home.catv.ne.jp/dd/adanas/denjiha.htm
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この回答へのお礼

情報をさらにありがとうございます。なるほど超低周波(ELF)3-3kHzには50Hzや60Hzの家庭用交流が含まれますね。これは電磁波を発しているはず、というご推論に、私は同意します。この電磁波は通信搬送波には使えないのかな。この電磁波は通信搬送波に使って通信することは、技術的にできるかどうか、あるいは、なにかの理由で無理なのか、あるいは、発想自体にに間違いがあるのか、専門家の方のご意見を伺いたいな。

また0.03-3Hzの超低周波としての地磁気変動、興味深いですね。この電磁波は通信搬送波に使えないのかな。これも技術的にできるかどうか、あるいは、なにかの理由で無理なのか、あるいは、発想自体にに間違いがあるのか、これもどなたか詳しい方にご意見を伺いたいな。

そして、もっと低い周波数の電磁波(自然、人工問わず)ってあるのかな? 名前付けられていても不思議でない、って感じになってきましたね。一体どんな、低周波の電磁波があるんだろう。

ところで、そうですね、sesame様がご自身で言われるところの「憶測」(というかご推察)に今では私も同意し始めています。Ladder様の回答は、「100kHz以下」ですと「実用的な通信搬送波としては使い物にならない」という意図でのご発言だと思いました。

ところで、新たな疑問なのですが、なぜ「100kHz以下の電磁波は、実用的な通信搬送波としては使い物にならない」のかが気になってきました。どなたか、これも、科学的にというか、技術的に、教えてくださるとうれしいです。

お礼日時:2001/03/12 19:13

(1)ありますよ。

長波(LF)は30kHz~300kHzの帯域ですし、さらにその下の超長波(VLF)にいたっては3kHz~30kHzという長さです。VLFは主に軍用潜水艦との交信などに使われています。電波の帯域と名称については参考URLを。

(2)原理的には可能…なのかな? 「電子1個をお箸でつまんで、1秒に1往復のペースでゆっくりと振る」ことが可能ならば、ですが(^_^;)
こっちは自信がないので専門家の方の回答を待ちましょう。

背景1:私も門外漢としてすごく興味がある問題です。電磁波というと「電子のちっちゃいつぶが波状の軌道を描きながら飛んでいく」というウソくさいイメージしかわかないので…。

参考URL:http://www.elc.nias.ac.jp/~nagasaka/lect/net/199 …
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この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。
>門外漢としてすごく興味がある問題です。
と拝見してとても嬉しいです。電磁波に関しては、私もなかなか納得行くイメージが持てなくて…。

お礼日時:2001/03/12 18:40

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「120Hzのほうが値が高く」なるのは、「ただの測定誤差」かもしれません。(LCRメータの公称精度は?)

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Aベストアンサー

電磁波が人体にどの程度影響が有るかはともかく、電磁波を避けるという意味では金属繊維で覆うというのは、ある程度は効果があると思います。

ただ、人体への影響を避けるためと言うことであれば、頭のてっぺんからつま先まで(もちろん目も口も)隙間無く全て覆わなければ意味が無いですよね。
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飛行機から牧場に落下して助かった人を聞いたことあるようなないような・・

また人体実験ではどこまでやったのでしょう?

Aベストアンサー

簡単な計算で求めてみましょう。

 空気の抵抗は、速さの二乗に比例するようです。従って、落下方向を正とした運動方程式は、空気抵抗係数をkとして

   F = m*g - k*v^2  (1)

 こちらのサイトによると、人間のスカイダイビングを想定すると k=0.24(kg/m) というような値だそうです。
http://keisan.casio.jp/exec/system/1238740974

 これを使い、体重 m=60kg、簡単のため重力加速度 g=9.8m/s^2 → 10m/s^2 として計算すると、(1)式で落下しようとする重力と空気抵抗による力が釣り合うのは、

    m*g = k*v^2

のときで、このときの v は

    v = √(m*g/k) = √[(60kg*10m/s^2)/(0.24kg/m)] = 50(m/s)

になります。時速に直すと 180km/s ですから、No.1さんの回答に一致します。

 これは「下向きの重力」と「空気抵抗による上向きの力」が釣り合った状態なので、これ以上の加速度は下向きにも上向きにも働かず、この速さで「等速運動」することになります。つまり、高いところから飛び降りたとすると、これが最高速度になり、地面に達するときにはこの速さであるということです。

 次に、この「 50m/s 」で着地することを考えます。
 人間の足が、自分の体重の2倍の力まで耐えられると仮定します。自分と同じ60kgの人をおんぶした状態ですから、その程度は耐えられるでしょう。

 これは、落下速度にブレーキをかける上向きの力 m*g が働くのと同じです。このときの上向きの加速度が g です。このときの着地から t 秒後の速度は

   v(t) =50 - g*t    (2)

ですから、速さがゼロまで減速されるのは、

   50(m/s) - 10(m/s^2) * t(s) = 0

から、t=5(s) です。つまり、gの加速度を5秒間かければ停止します。

 (2)の速度で進む距離は、(2)を時間で積分して、t=0 のときを x=0 とすると

   x = 50 * t - (g/2)*t^2   (3)

となります。従って、5秒間に進む距離は、(3)に t=5 を代入して 125m ということが分かります。

 つまり、自分の体重の2倍(つまり「2G」ですね)程度に耐えて踏ん張れば、緩衝材(クッション)で 125m 沈み込んだ状態で、速度がゼロになるということです。
(通常なら、このクッションはこの後、沈み込んだ状態から「反発」して逆方向に動き出しますので、そのエネルギーをどうやって逃がせばよいのかは、質問者さんの方で考えてください)

 もっと大きな「G」をかけてよいなら、(2)(3)式の「g」をもっと大きくすればよいのです。

 人間の骨折や死に至る「G」が分かれば、それを(2)(3)式に代入すればよいのです。(静止状態でも人間にかかる「1G」分を差し引いて、それを(2)(3)式に代入するブレーキ加速度にしてください)
 また、足から落下する最高速度を、No.1さんの「280km/h」にする場合には、これを秒速にした「約80m/s」を使ってください。

簡単な計算で求めてみましょう。

 空気の抵抗は、速さの二乗に比例するようです。従って、落下方向を正とした運動方程式は、空気抵抗係数をkとして

   F = m*g - k*v^2  (1)

 こちらのサイトによると、人間のスカイダイビングを想定すると k=0.24(kg/m) というような値だそうです。
http://keisan.casio.jp/exec/system/1238740974

 これを使い、体重 m=60kg、簡単のため重力加速度 g=9.8m/s^2 → 10m/s^2 として計算すると、(1)式で落下しようとする重力と空気抵抗による力が釣り合うのは、

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Q電磁波について・・・

電磁波がどんなものかわかりません!!!
具体的にどこがわからないのかというと
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(4)電磁波は人体へ影響をあたえるの?それはどんな影響?
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以上↑の5点です。

Aベストアンサー

(1)電磁波とは、電気の波と磁気の波が垂直に交わりながら進む波のことです。と言っても全然分かりませんよね。

我々が普段生活している空間には、例えば空気のような物質があります。この空気が振動しながら空間を進む現象を、我々は「音」と表現します。

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同様に、磁石のN極とS極は引かれあいますが、これを「磁場」という空間の性質だとします。電気の+と-も引かれあいますが、これを「電場」という空間の性質だとします。電場と磁場と重力場、この3つの性質を空間そのものが同時に持っていると考えてください。
このうち、電磁波は電場と磁場の2つに関係します。電場と磁場は、それぞれ電気の+、-、あるいは磁石のN極、S極によって影響される(ひらたい言い方をするのであれば、歪む)のですが、この電場・磁場の「歪み」が同時に発生して、空間を進んでいく現象が電磁波です。

(2)
電磁波には振動数(周波数)があります。振動数の高い電磁波は電場・磁場が激しく振動していることを表わしますし、振動数の低い電磁波は電場・磁場が緩やかに振動していることを表わします。そして、電磁波は振動数によって、同じ物理現象とは思えないほど多彩な性質を示します。

比較的、振動数の低い電磁波を「電波」と呼び、ラジオ・テレビ・携帯電話・無線通信などに応用されます。

それよりも振動数が高くなると、電磁波は「赤外線」と呼ばれます。さらに振動数が高い電磁波を「紫外線」と呼ぶのですが、赤外線と紫外線の間にあるわずかな範囲の振動数の電磁波は人間の目というセンサーによって捉えられることが出来、それを我々は「可視光線」と呼びます(可視光線も電磁波のうちです)。

紫外線よりもさらに振動数が高くなると、電磁波はX線と呼ばれるようになり、レントゲン写真などに応用されます。X線の中でも極めて振動数の高い光はγ(ガンマ)線と呼ばれ、放射線の一種とされます。


(3)
上記を発生させるものはすべて電磁波の発生源といえます。例えば携帯電話は電磁波(電波)の発生源ですし、オーブントースターやこたつも電磁波(赤外線)の発生源です。懐中電灯や蛍光灯も電磁波(可視光線)の発生源ですし、防虫灯は電磁波(紫外線)の発生源です。X線は陰極線管という物理装置から漏れているところを発見されました。γ線は、放射性物質や原子炉、原子爆弾などから発生します。
宇宙空間では太陽などの恒星は極めて強い電磁波の発生源です。さらに強い電磁波の発生が、銀河系の中心部や、クエーサーと呼ばれる宇宙の果てにある天体から観測されています。

(4)
種類によりけりですね。例えば懐中電灯の光も電磁波ですが、まさか懐中電灯の光が怖いという人はいないでしょう。しかし、X線やγ線は人体に深刻なダメージ(放射線障害)をもたらします。X線やγ線ほどではなくとも、紫外線は皮膚を黒く焼き(いわゆる日焼け)、過剰な照射は皮膚ガンの元になるといわれています。

それに比べ「電波」と通称される、周波数の低い電磁波は、人間の身体に害を与えることはあまりありません。ただ、人によっては携帯電話などが人間の身体にダメージを与えていると主張する人もいます。個人的には、例えそうだとしても、この季節の太陽の紫外線の方が遙かに深刻なものだと思いますが。

(5)電磁波は便利なもの?怖いもの?
便利なものであるのは間違いありません。なにせ、電磁波を使っていけないとすると、すべての通信機器、照明機器が使えなくなるだけでなく、多くの医療機器、調理機器…などあらゆる人類文明が大打撃を受けることでしょう。それ以前に、人類は「太陽」という巨大な電磁波発生装置(?)によって育まれたことを忘れてはいけません。

ただし、そうはいっても電磁波は使い方を誤ると恐ろしい影響を人間にもたらします。特に危険な高周波数の電磁波は、十分に知識を持った専門家による取り扱いが求められるでしょう。

(1)電磁波とは、電気の波と磁気の波が垂直に交わりながら進む波のことです。と言っても全然分かりませんよね。

我々が普段生活している空間には、例えば空気のような物質があります。この空気が振動しながら空間を進む現象を、我々は「音」と表現します。

しかし、空間にあるものは必ずしも物質だけとは限りません。物質ではないものでも空間は実は埋め尽くされているのです。例えばリンゴを持ち上げ手を離すと下に落ちます。これは地球とリンゴの間に重力という力が働いているのですが、ゴムひもも何も物質...続きを読む

Q腕を天に向かって上げると100kg重が腕に掛かってるってどういうことですか? 人間は100kg重の重

腕を天に向かって上げると100kg重が腕に掛かってるってどういうことですか?

人間は100kg重の重さの重力を常に受けてるってこと?

Aベストアンサー

>腕を天に向かって上げると100kg重が腕に掛かってるってどういうことですか?

いや??違いますが??

>人間は100kg重の重さの重力を常に受けてるってこと?

いや??


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