電子レンジの遮蔽網の穴の大きさ

質問

電子レンジの遮蔽網の穴の直径は約6cmだそうですが
(http://www.ktv.co.jp/ARUARU/search/arumicrowave/microwave2.htmより）

遮蔽網の穴の直径が6cmでよい理由を知りたいです。

c =ｆ・λをベースにして

　光速（c）＝3.00×10＾8m
　電子レンジ周波数（ｆ）2.45×10＾9Hzを代入して
　電子レンジ内のマイクロ波の波長が約12cm

ということは想像できるのですが

１．光が　1／２波長以下であれば透過しないということなのでしょうか？
２．だとすれば、なぜ1／２波長以下ならば透過しないのでしょう？
３．そもそも「C=ｆ・λをベースにする」という考え方は正しいですか？

以上よろしくお願いします。

回答No.3

tocoche · ベストアンサー

私が疑問に思ったのは２５年ほど前、電波天文学の本で電波望遠鏡のチキンネットアンテナを見たときでした。（ニワトリ小屋の金網なんかで、電波が反射できるのか？　中学生でも無線に詳しい人は多かったが、さすがにこれに答える人はいなかった）

「穴径：１／２波長」を理解するには、波動学とか電磁気学とかいろいろ理解しなくてはならないと思います。
まず電磁波の入門書としては、講談社：ブルーバックスの「アンテナの科学」が良いでしょう。　穴径の話は出てきませんが、電波とか指向性とかを理解するのに適しています。　アレイアンテナも載っています。
ただシミュレーションが波の形そのものだったり、縦書きだったり（書評を書くと厳しくなってしまう。　読み返してみたらkoyuki2001さんの気にしている　ｃ＝ｆ・λ　の式さえ載っていない）

空気中の電波の速度は、光速定数と同じなのでｃ＝ｆ・λは使えますよ。

お礼

ありがとうございました。
ご紹介の本を参考にしてみます。

回答No.2

tocoche

私も以前、疑問に思い調べてみましたが、明確な回答が見つからなかったので次のように考えました。

導体に電波が入射すると導体内に電流が誘起され、その電流による電磁界によって、導体内を通過しようとしていた電波は相殺され反射されます。　導体網に電波が入射した場合も同様に電流は誘起されますが、導体がとびとびに配置されているので、その電流による電磁界はアレイアンテナのような特性を示します。　アレイアンテナは波長に対し密であるほど指向性，放射効率が高くなります。　導体網も放射効率が高くなれば、導体のかたまりのように、入射した電波を相殺，反射することができるようになります。
よって波長に対して穴が小さいほど反射しやすくなり、その効果が出始めるのが「穴径：１／２波長」だと思います。　効果を充分に出すために、電子レンジの網の穴は６ｃｍよりずっと小さくなっているものと思われます。（網に電流を流すため網の太さは削れないので、穴を小さくしすぎると中が見えなくなってしまいますが）

お礼

回答ありがとうございます。
「穴径：１／２波長」について、正直書いている内容が難しくて・・
参考のURLか書籍かあれば教えてください。

できるだけ、高校の物理を軽くかじった程度で理解できる
わかりやすいものであるとなおうれしいのですが、、、、
よろしくお願いします。

回答No.1

vortexcore

参照されているホームページでは穴の直径が6cmだといっているのではなく、「6cmより小さい穴なら波長12cmのマイクロ波は通れない」と言いたいのです。実際電子レンジの扉を見てください。穴の直径は数mmしかないはずです。

マイクロ波に限らず、一般に電波を金属管に通そうとすると、金属管の断面の大きさできまるある波長（遮断波長と呼ばれています）より長い波長の電波は通すことが出来ません。金属にあいた穴は近似的にはとても短い金属管とみなせますから、やはり、穴の直径できまる遮断波長より長い波長の電波は穴を通過できません。丸穴の場合、遮断波長は穴の直径の約2倍です。したがって、波長12cmのマイクロ波を外に漏らしたくない場合、波長の半分の6cm以下の直径の穴なら許されるわけです。ただし、遮断波長にあまりに近いと穴の周辺には漏れ出した電磁場があるので、実際の電子レンジでは穴の直径を数mmにしてあるのだと思います。

車に乗っていて、カーラジオがトンネルに入ると聞こえなくなるのもこれと関係しています。トンネルの断面の大きさできる遮断波長よりも、放送電波の波長が長いので、トンネルの中では電波が遮断されてしまうわけです。

ちなみに、金属管の中に一本電線を通すと遮断波長が無限大になってしまいます。つまりどんな電波でも通すことが出来ます。ですから、トンネルの中に一本電線を這わせば、トンネルのなかでもラジオが聞こえると思うのですが・・・。

お礼

回答ありがとうございました。
可能であれば、もう少し教えてください。

Q1:〔波長の半分の6cm以下の直径の穴なら許されるわけです〕というのは
　　なぜなのか、理解できません。
Q2:それと理論としてｃ＝ｆ×λをこのケースで用いてもよいのでしょうか？

よろしくお願いします