100ｋHz未満の電波というのはないのでしょうか?

質問

(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_id=8565

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。

回答No.17

furufuru-chan

100ｋHz未満の電波あります。電波時計は40KHzや60Khzを使っています。ちゃんと空間に飛んでいます。音声だって空気振動とはいえ遠くへ飛んでいっています。電波の場合空気震度ではないので何を振動して伝わっているのかは未定義です。もし振動する物が必要な場合宇宙みたいに空気もなく振動する物が無い場合宇宙に電波は伝わらないと言うことになります。光と同じ粒子というのがある程度説明の出来る理論だそうです。

回答No.16

sr-silvia

glairさんの推薦に従い、新しい質問を提出致しました。
下記参考ＵＲＬです。
興味がありましたら見て下さい。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=54078

回答No.15

sr-silvia

僕の回答がglairさんの期待する回答になってなかった様で、こんなに長々と、申し訳ありませんでした。
ただ、ちょっと誤解されている可能性がありますので最後に補足させてください。
僕の下記の回答の（２）について、
僕が言いたかったのは、「”実用的でない点”というのはこれ以上は無いと思う」という事です。
そして（３）についてですが、
＞次に、この「共振」という魔法の言葉を、できるだけ腑に落ちる次元まで、
＞解体して理解したい。
という書き込みで、「アンテナの共振」→「電荷の往復運動」→「電荷の速度＝光速？」といういきさつで、重要だと思っての質問（見直した方が良い（疑わしい）のでは？という提案のつもり）だったのですが。。。
問題としてる事とずれていたのでしたらお詫び申し上げます。

お礼

新しい切り口のご提案をありがとうございます．No.154142でsr-silvia様が、独自に質問を提出なされた、(1)と(3)ですが、重大な論点となる可能性が大と感じます．そこで、それら(1)と(3)の２質問を、本件とは独立に、「教えてgoo!→新しい質問をする」に、質問投稿されては、如何でしょう？

回答No.14

sr-silvia

こんにちは。初めまして。
初めて「ｇｏｏおしえて！」を訪れました。
早速ですが、ちょっとここの議論に興味があるので加わりたいです。
＞もしかすると、全く新しい方によってもご示唆がいただける可能性も
＞あるような気がしていますので、遠慮されずにご意見を下さい．
というお言葉に甘えさせて頂きます。
こういう場所があるのをとても嬉しく思います。

僕は、独学ですが電子回路を組んで遊んだりしてるんで一応電波についても理解しているつもりです。（独学なので自信はなしです）
えーと、僕の意見を言いますと、（質問の古い順に書いてみます）

（１）まず、質問にはありませんが、確認したいので、書いてみます。
アンテナから出る電磁波というのは、電子の振動（交流電流）ではなく、電位の変動で発生すると思います。

アンテナは電流が流れる構造（ループ状）ではない事からそう思います。
確かに交流電流の流れる電線からも電磁波は発生しますが、その場合、交流電流によってまわりに（電線を軸とした）磁界が発生（なんとかの右ネジの法則？）し、それから電磁波として伝播しているのであり、
アンテナから出る電磁波は、アンテナの電位が変動する事で、周りの電界が変動し、それから電磁波として伝播していくのだと思います。
つまりアンテナから出る電磁波と電線から出る電磁波は別の理屈で、電子を箸でつまんで振るというのは電子の移動による（磁界の発生による）電磁波の発生で、
アンテナから発する電磁波とは発生する理屈が違うと思います。

（２）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？
についてですが、
＞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。
というのは全く正解だと思います。
上記（1）で述べた様に、アンテナは電位の変動によって電磁波を発すると思いますが、
ご存知の通り、電磁波の伝播というのは電界、磁界の相互振動です。
小学校でやる、コイルと磁石を使った電磁誘導の実験でも分かりますが、磁界の変化（と言うより変化速度、電磁誘導の実験で言うと磁石の移動速度）によって電界の強さ（電磁誘導の実験で言うと電圧）は決まり、電界の変化速度によって発生する磁界の強さは決まります。
もうわかりましたか？
周波数を低くすると、「電位変動が遅い＝発生磁界が弱い」となり、同じ電位変動速度を持つ電磁波を出そうとすると振幅（電位変動の大きさ。つまりアンテナにかける電圧）を大きくする事になり、現実的ではありません（実用的でない）。
発生電磁波も電力に換算すると物凄い値でしょう。
あと、そんな高出力に耐えうる電子部品があるのかも疑問です。
これらも「量的問題」と見て問題ないとしても、
これは他周波数の電磁波の利用を妨げる、いわゆる「迷惑電波」であり、法律は詳しくないですが、きっと、いや確実に電波法違反です。不法電波です。
いや法律云々じゃなくて道徳的に問題です。
”実用的でない点”というのはこれぐらいかと思います。
相対性理論の様な「光速に関する質的（いやもしかしたら時間的？）な問題」が生じるとすれば、それは超高周波域で起こると思います。
なぜなら、低周波になっても、電子の移動速度にしろ電界・磁界の変化速度にしろ、速度は鈍るばかりで速度的に問題は出ないと思います。

（３）次に、これは僕もまだ疑問なのですが、
＞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？
についてですが、アマチュア無線関係の雑誌などには、Umadaさんや、pen2sanさんの回答の様に、λ/2や、λ/4の長さ（アンテナ形式による）のアンテナが効率が良いと書かれてますが、その理由まで書いてある書籍は僕もまだ読んだ事はありませんので。
前述の（１）が正しいとすると（正しいと信じてます）、
＞電磁波（の生み出す力）に押されて、ほぼ「光速」で運動した電荷が
＞丁度１往復完了するや否や、 丁度そのタイミングで電磁波の次の周期の
＞同位相部分が来て、 その電荷はさっきと同じ往復運動を再開する。
＞（このためには、電荷が振動するための電気的な長さがλ/2であると丁度良い）
というのは、通信で言う所の「電波の受信」の場合に成り立つ事になりますよね。

ちょっとそれてしまいますが、
僕が質問してもいいのでしょうか？
この質問はこの議論をする上で重要で、しかもかなり疑わしいと思うのでお願いします。
電流の流れる速度（電圧の伝播速度？）というのは本当に光速なのでしょうか？
電子はゆっくり流れているのは分かります。ここで言いたいのは、例えばその「電荷の移動」という概念の、”電荷”の速度です。
これは何か（例えば電子）の移動ではなく、電圧の伝播速度（例えば、単位長さの導電線の1端から電圧を加えた時、他端でその電圧を確認できるまでの時間）と同一ですよね？（この場合、伝播という表現は厳密には正しくないですか？）
と言うことは相対性理論の「物体は光速を超える速度で移動することはできない」というのは関係ありません。
結論として僕は、これには速度はない（無限大である）と思います。
電圧伝播に時間差があるとすればその導電線の静電容量だと思います。どうでしょう？
これって正しいのかな？すみません、間違ってたらどなたか補足訂正お願いします。

（４）次に、
＞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？
という事に対して、面白い話を知ってます。
電気・電子関係の書籍か何かで読んだ様に覚えてるんですが、
工事現場のクレーンのワイヤーに作業員が触れたとたんに突然感電事故が起こったというものです。
これは、偶然ちょうど何かの伝播のλ/2となり、共振、帯電していたのだろうという事でした。どういう理屈で帯電するのか詳しい事はわかってませんが。

僕も、glairさんの様に、とことん解体して理解しないと納得できないタチです。
へんてこな質問したがりです。
こういう場はとても有難く、嬉しいです。わくわくしちゃいます。
最後に、この回答文章、長くなりすぎちゃってすみません。

お礼

ありがとうございます．せっかくのご意見に、私も、感想を述べます．

(1)に関して、重要なご指摘と思います．が、今回、私はあまり議論したくないです．結論に達するのが、困難そうだから．あるいは、大事なことであるので、「新たな質問をする」、はどうでしょうか？

(2)は、量的問題として不問にしたい、と以前に私が表明させていただいた結果を通った後、法律問題や道徳関係の価値観に帰着しました．しかし、それらの価値も、今回、不問にしたい．すみませんが、物理だけの話としたい．

(3)はご自分でも「次に、これは僕もまだ疑問なのですが、 」仰っておられますように、回答という感じから、だんだんと、新規のご質問に移行されました．

(4)は、共振の一例ですが、 極めて稀にせよ偶然に起こりうることは、これまでの議論の範囲内ですね．ありがとうございます．

>僕も、glairさんの様に、とことん解体して理解しないと納得できないタチです。
この表現、嬉しいです．いろいろありがとうございます．

回答No.13

Umada

まず、LITHRONEさんにはご丁寧に返答ありがとうございました。こちらも少しきつい物言いになってしまい申し訳ありませんでした。今後ともよろしくお願いします。
LITHRONEさんのおっしゃる「空気中で、20Hz～20kHzの電磁波を発信したら、周りの空気がその周波数で振動し、可聴音波を伴う事にはならないか？」ですが、必ずしも否定できない部分がありそうです。
電磁波が空気を直接振動させることはありませんが、電波の発射点近くでは「電磁波が導体を振動させ」「その導体が空気を振動させ」結果的に音が聞こえる可能性がありそうです。

それから私の3回目の回答へのglairさんのコメントですが、概ねおっしゃるとおりです。共振のイメージについても大体正しいと思います。導体の先端へと流れた電流は端っこで反射されて戻ってくるのですが、これがアンテナへ送り込まれる電流の位相と合うと共振するわけです。
(ただし、電流はほぼ光速で流れますが個々の電子自体は光速で運動しているわけではありませんのでご注意。光速と反対にきわめてゆっくりと動いています)

最後に訂正、2回目の回答での「毎分100短点」は100Hzではないですね、失礼しました。単位を直した上で現実的な数値として「毎秒10短点で10Hz」に差し替えさせてください。

お礼

回答ありがとうございます．このご回答に対するお礼と一部補足質問等を、「回答 No.150256に対する補足」の欄にも、書いてしまいました．理由は、いくつかの事項にまたがるお礼と補足質問を思いついてしまったためです．読みにくくなり申し訳ありません．

さて、そこには書かなかったことで、しばらく考えていたことがあります．やはり今でもわからいこと、のみを、以下に書きます．

私、以下のご説明文を、まだ実は理解できずに居ます．以下のご説明の中の用語で、「導体」と、「アンテナ」と、は別のものでしょうか？　「導体の先端へと流れた電流」は何の力によって流れているのでしょうか？　せっかく簡潔に書いてくださったのに、理解力不足で申し訳ありません．

「導体の先端へと流れた電流は端っこで反射されて戻ってくるのですが、これがアンテナへ送り込まれる電流の位相と合うと共振するわけです。(ただし、電流はほぼ光速で流れますが個々の電子自体は光速で運動しているわけではありませんのでご注意。光速と反対にきわめてゆっくりと動いています) 」

いろいろとありがとうございます．

回答No.12

pen2san

既に回答されていますが、電波を効率良く出す為にはアンテナの共振を利用します。ほぼ波長の半分の長さのアンテナ（ダイポールアンテナ）は効率良く（と言ってもあまり効率は良くない）空中（真空中）に電磁波を放出します。
しかしながら、効率を考慮しなければある１点をアンテナとしても考えても電磁波は放出されます。

で、なぜ低い周波数の電波を利用しないかは、周波数が低くなる程波長が長くなり効率良く電磁波を放出する為のアンテナの長さが長くなる。例えば、１Ｈｚの電波の波長は３０万ｋｍですから先程のダイポールアンテナを作ろうとすると１５万ｋｍの長さのアンテナが必要となります。
もう一つの理由は同じエネルギーを伝えるのに周波数が低くなる程大きな振幅が必要になります。
例えば同じ振幅の電磁波で周波数が２倍の２つの電磁波（ＡとＢ、ＢはＡの２倍の周波数）を考えた場合、Ｂの波の辿った軌跡はＡのそれの２倍となります。
理解できないのであればＡの波を紙に書く場合とＢの波を紙に書いて表現する際のインクの量を比較すると振幅が同じであればインクの量は周波数に比例していますね。
と言う事は同じエネルギーを伝える為には振幅を大きくする必要があり電圧が数千万ボルト必要だと言う計算になります。　実用的ではありませんね。

お礼

回答ありがとうございます．pen2sanさんの表現を味わっていろいろ考えていたため、時間差で、お礼を述べております．音楽でいうところのカノン（追いかけ輪唱）みたいになっています．だんだん、問題が核心部に近づいているようで、なかなか適切な質問に凝集することが難しく、お礼に時間がかかるようになってきました．

そこで、脇にそれるような質問で恐縮ですが、ふと疑問に思っただけの、軽い疑問という感じでお聞きしてもよろしいでしょうか．

脇道質問(1) 「…（ダイポールアンテナ）は効率よく（と言ってもあまり効率は良くない）…」どのくらい「良くない」のでしょうか？　（私が皆さんから頂いた回答に基づいてイメージ的にかってに最大効率と位置付けてしまっている「共振」をしているのに）、効率が良くない、というのは何故なのでしょうか？　
(1-A)もしかしたら「共振」にも良い共振、悪い共振があって、悪い共振をしているという意味か？
(1-B)それとも、共振に良いも悪いもなく、もちろん共振が最高効率であるが、共振したところで、たかだか、これだけ、という風に理論的上限がある、とそういう意味でしょうか？その場合、上限はどのくらいですか？失われるものは、どこに行きますか？

すみません質問ばかり…．

回答No.11

Umada

まずglairさんの再質問(1)～(3)ですがいずれも私は正しいと考えます。

またλ/2ダイポールやλ/4グラウンドプレーンの効率がよい理由は、(電気的な)共振です。
光の速度と関係しているという予想は大体正しいです。有限な径の導体線中を高周波電流が進むときその速度はほぼ光速になります。(実際にはそれより僅か小さく0.95～0.99倍になります。この倍率を「短縮率」と言います)
短縮率まで含めたその導体の電気的な長さがλ/2になれば、共振して効率よく電波を発射できるわけです。ただし共振が起きる形状はなにも直線状の導体だけではないので、他にもいろいろな形式のアンテナが存在するのです。
アンテナの分野は学問としてはほぼ完成された領域と考えてよいと思います。本もたくさん出ていますから、glairさんの疑問の多くはそれを読めば解けると思います。

それから(5)の(a)は誤りです。フーリエ変換を学べば分かるのですが、モールス符号を例えば毎分100短点くらいのレートで送ることはそれ自体が100Hzの振動であるため1Hzの電磁波に乗せることはできません。(敢えて送るなら帯域があっというまに広がってしまいもはや1Hzの電波と言えなくなる)
こちらについて詳しく知りたければ、通信理論、伝送理論の本を探してみてください。基礎的な部分ですからすぐに見つかると思います。

アンテナの大きさの幾何的制限を考えないとすれば、次なる問題は上記のように伝送速度の遅さではないでしょうか。

お礼

再質問に回答ありがとうございます。「まずglairさんの再質問(1)～(3)ですがいずれも私は正しいと考えます」と拝見して、まずは、かなり安心できました。常識的な観点で論を進めても、ある程度合っているところまでは合っているのか、よかった、と思えたからです。「光の速度と関係しているという予想は大体正しいです。」というところも嬉しかったです。

「…の効率が良い理由は（電気的な）共振です」を拝見しました。共振という概念が大事なのだ、と認識できました。この術語「共振」を特定して頂いて、よかった、と思います。まずは、「共振」という用語を、とりあえずブラックボックスとして用いても、自らの疑問に、次のようにしのぐことができるから、安心できます。例えば自分の再質問(4)(5)には、次のように答えられますよね。

(4)無数の導体の集合から群を抜く、優秀なアンテナとは一体なにが優秀なのか？
→対象周波数の電磁波に「共振」できる点。他の無数の導体たちは（通常は）「共振」できない。「共振」とはとても注意深く設計した結果初めて期待できるもので、不定形の鉄板や導体を適当に使って、偶発的にある周波数に「共振」が起こることを期待しても無理。そこで、注意深く設計されたアンテナが当然ながら、「共振」の達成という点で、他のもろもろのものから、群を抜く性能という結果になる。

(5)"Aは実用的である"ということの必要条件であろうところの、"Aは効率的である"状態とは、一体、どういう原理によって支えられているのか？　
→最低条件として、対象周波数の電磁波に「共振」できること。仮に、「共振」できなければ、（まず確実に）効率的でない。よって（相当多くの場合）実用的でない。

とここまでは、とりあえず押さえました。

さて、そうすると、次に、この「共振」という魔法の言葉を、できるだけ腑に落ちる次元まで、解体して理解したい。

私にとってなんとか腑に落ちる次元というのは、私の再質問の(1)(2)(3)に使ったような言葉、即ち、「電荷・振動・電磁波・変換・光速・長さ・波長・周波数・…」　あたりまでで、インピーダンスとか、リアクタンス、インダクタンスとか、コイルとかは、あまり導入したくないのです。

術語は、次のよう言い換えることが可能でしょうか。

(a)アンテナ＝
電荷振動と電磁波の「変換」をするもの

(b)良いアンテナ＝
電荷振動と電磁波の「変換」をするものの内、変換「効率」がずば抜けて良いもの

(c)変換「効率」がずば抜けて良い＝
共振している＝
（実用的という概念を構成する主要な要素の一つ）＝
電荷振動と電磁波の「変換」の情景を思い浮かべて、
電磁波（の生み出す力）に押されて、ほぼ「光速」で運動した電荷が丁度１往復完了するや否や、
丁度そのタイミングで
電磁波の次の周期の同位相部分が来て、
その電荷はさっきと同じ往復運動を再開する。
（このためには、電荷が振動するための電気的な長さがλ/2であると丁度良い）

これで、ずいぶん私は、納得できるような気がしてきました。
しかし、なにか、間違いがあるかもしれません。
間違いや、より適切な発想が、ありましたら、ご指摘いただけたらありがたいです。

補足

いろいろとありがとうございます．Umada様はじめ皆様のいろいろな回答に導かれて、自分なりに（恐らくそれほど独創的ではないと思う、常識的な＝安定した)「共振」のイメージが持てたこと、それを、No.151632の回答で、概ね合っている、とUmada様に言っていただけたこと、で、そうとうに安心しました．

そして、さらに、実用的、という概念への質問への、Umada様はじめ皆さんの回答、即ち、「アンテナの大きさなの幾何学的制限」や「伝送速度の大小」のことを考えました．それらを「共振」と関連付けて納得しようとすると、なにか腑に落ちきらない感が、まだ私の視野のずっと端の方にあることが、わかりました．私の質問の水準が、次なるフェーズに入った感じがしています．

捕捉質問(1)「共振」は、（極端に低周波数の電磁波であり、あまり書籍等に記載されて「いない」ところの）1Hzとか、1千万分の1Hzの電磁波に対しても、「原理的に」、本当に、起こりうるか？ (yes, no)

捕捉質問(2)　上記質問(1)の答えが、もし、yesのとき、それは、やはり「共振」と、平気で呼ばれているか？あるいは、名前がついていない、ものか？あるいは、電波天文学等の分野で慣習上別の名前がついているのではないか？その場合その名前は何か？

捕捉質問(3)　上記質問(1)の答えが、もし、yesのとき、その「共振」は、（極端に低周波数の電磁波であるところの）1Hzとか、1千万分の1Hzの電磁波に対しても、技術的に、途方もない天文学的なお金と労力と時間(恐らく宇宙における巨大電気回路の建設のための労力と時間）をかけさえれば、生じせしめ得るか．つまり全くの「量的な問題」のみを克服すれば生じせしめ得るか．（yes, no)　……というのも、どんどん巨大にしていくと、どこからか以上は、なにか「光速」の特性に基づく質的な変化が、「共振」を阻むことがあるような気もして…．それがこのレベルの周波数の通信搬送波として利用に関する、「実用的でない」いくつかの理由のうち、最も最後に現れる（量的な対応では除去できない）最も打ち破り難い理由のような気がして…（→気のせいかもしれません．詳しい人、想像をまじえながらでも良いので、ご示唆をお願いします．）（例：日本列島の幅ぐらいの太さ（幅）の円筒形の長い銅線を作ると抵抗の質的変化があるなど→よく知らないが．）繰り返しになりますが、この場合、アンテナサイズが、地球や太陽系からはみ出ても（それは「量的問題」と見て）一向に問題なし、と今はしたい．同様に、伝送速度が極めて遅いことも（それは「量的問題」と見て）特に問題なしとしたい．１千万ボルトを越える電源が必要としても（それは「量的問題」と見て）特に問題なしとしたい．それら量的問題は、問題なしとしても、なにか、残る、問題があるのではないか．まだ問題が、それも、すごい問題が、あるのではないか．それはなにか、「光速」というものが、この規模になると、なにか質的に、扱いが変わる、ことに関係しているような気がして…（気のせいかな…）

捕捉質問(5)上記の４質問は極端な低周波数の電磁波に関してであるが、極端な高周波数の電磁波(X線とかそれ以上）について同様の質問と読み替えた、場合どうでしょうか？つまり、X線（かそれ以上の周波数の電磁波の）「共振」は原理的に可能か？X線（かそれ以上の周波数の電磁波の共振は、）やはり共振と呼ばれているかあるいは他の科学分野での習慣上の別名があるか？X線（あるいはそれより小さい周波数の電磁波）を通信搬送波とするラジオや通信機は技術的に作れるか（お金と労力の量的な問題は無視できるとする）．

何を質問しているか、というと、電磁気学の理論などが、本当に、極ーーーーー端に低い（or 高い）周波数でも、その値に依存しないで、常に成立するのか、ということに関心があるといえる．言い換えると、周波数の量的変化が、限度を越えると、（あまり我々によって日ごろは意識されない「電磁気学の（隠れた)適用「範囲」」を越えると）、電磁気学はいきなり、がくん、と成立しない次元があるのではないか、という点が、私の内部にあるもくもくとしたくものように、隠れた（そして多分間違っている可能性はすごく大きい）予想のようです．その雲がでてくる遠い由来は、「共振」という概念を私が作り上げる過程で「光速」ということをしっかり入れ込んだからかと思います．

ある意味では、電磁気学の（隠れた）適用範囲、などない！思い過ごしじゃ、常に成立するのじゃ～！ときっぱり言い切ってもらえて、（かつ納得できた）、なら、私が次になすべきことは、「共振」に関する私が持ったイメージ理解から、できれば「光速」の概念を追い出した、一層正確な理解イメージを作るべきなのだろう、と予感しています．…

いずれにせよ、へんてこなことを、思い切って、聞ける場があり、大変嬉しいです．

今まで回答を頂いたかたがたに大変感謝しています．よかったらこの問題についても、気楽な感じで、ご意見を、よろしくお願い申し上げます．

また、ここで提示させていただいた捕捉質問は、もしかすると、全く新しい方によってもご示唆がいただける可能性もあるような気がしていますので、遠慮されずにご意見を下さい．

お時間がありましたらよろしくお願いします．

回答No.10

LITHRONE

えー、前回の回答で大変ご迷惑をおかけしました。
まず、指摘していただいた方々に感謝します。

実は、私も初耳（というか初見）でした。
自分自身納得できないものを、回答として投稿してしまい、本当に申し訳ありませんでした。

疑問を感じつつも、「URLを紹介すれば、皆さんの意見が聞けるかも。」と思い、投稿しました。

ただ、私が「もしかしたら、ありえない事ではないな。」と思った理由は、これも前回の回答には明記してなく申し訳ないのですが、「空気中で、20Hz～20kHzの電磁波を発信したら、周りの空気がその周波数で振動し、可聴音波を伴う事にはならないか？」と考えてしまったのですが、実際起こりうるんでしょうか？

回答する場で、場違いな発言になってしまいましたが、前回の回答のお詫びとして、受け取って頂ければ幸いです。

お礼

丁寧なレスポンスをありがとうございます。以下雑文です。とーっても、くだらないことが好きな方はどうぞ。

（私の思い違いかもしれないけど、）ずーっと昔、私も、音波と電磁波が同じ(波としての)延長上にある、というような記述の普通の雑学の本を見たことがあるような気がしています。やはり、その本は、間違っていたのであろうと思います。

間違いとはいえ、なぜ、人はそう思いがちなのか、を考えたくなりました。

「音波と、電磁波と、の共通の属性」、は何があるか、を考てみました。

(A)両者ともに、学術書に「波」原理での説明があること。波原理での記述は次の特徴を持つ。
(A1)周波数・振幅という概念が頻繁に出てくる。
(A2)「Hz」という単位が、周波数概念と平行して、頻繁に出てくる。

(B)両者ともに「通信」分野との関連が強い。
(B1)電磁波の極めて主要な応用分野に通信分野がある。その通信分野で、音声、を伝える需要は極めて高く、"音声（信号）を変調・復調し"、などの術語が頻繁に出てくる。あるいは、必要な帯域幅の計算などで、"音声の周波数は**Hzであるから"、などのように、電磁波の話に、音声という用語が、織り込まれてやや頻繁に出てくる。

(C)両者ともに、実体は目に見えない。
音波は、目に見えない、で、通り過ぎて消え去る。（聴覚で把握可能だが）
電磁波も、目に見えない。（可視光は、視覚で把握可能な電磁波だが）

(D)両者ともに、「波」という語で終わる。
(D1)英語表現でも、両者ともに、「wave」という語で終わる。(voide wave/ electromagnetic wave）

(E)両者ともに、「波」を取り去った語は、波原理で説明されるとは、当初は、想定されていないものだった。
(E1)「音」、も、「電磁」(光とか磁石に関する知識とすると）、も、人間は知っていた。しかしそれらが、「波」原理で説明される事実は想定外だったのでは？。そこで、「音・波」とか、「電磁・波」という人造語がはじめて作られたとき、聞く人は、「へんてこなイメージを与える新語だなぁ」、と思ったのではなかろうか。（音の波？なにそれ、音は音でしょ、音と波は関係ないじゃん、とか）。あと、シュールレアリスムの「手術台・ミシン」、みたいに、ショッキングな語感だったのかも。

共通の属性がいくつかあっても、それゆえ、音波=電磁波とはいえないけれど、なにか音波と電磁波が、親戚のように「感じ」るのは、まずは避けられないところかなも。こういう、「感じ」、は、どこから来るのかな。などと思った。

補足

訂正と情報です。（訂正）音波の英語はsound waveでした。つづりを間違えておりました。失礼致しました。（情報）理化学辞典第五版で、「音波」を調べると、次のようです。「可聴周波の弾性波．……聴覚に関連して扱うときは音とよばれる．空気中の波の場合をさすことが多いが，液体・固体中のものも含め，周波数が可聴周波以上の超音波や可聴周波以下の超低周波音まであわせて音波とよぶこともある．……
温度t℃の空気中の音波の伝播速度c(m/s)は　　c＝331.5＋0.61t
で表わされる．波長は同じ周波数の電波の1/10程度で，可聴音波ではマイクロ波の上限付近になる．」

回答No.9

guiter

glairさんの仰るように(1)は偽、(2)は真で正しいと思います。

また、電磁波は電場の変化により磁場が生じ、その生じた磁場の変化により
再び電場が生じるという事を繰り返しながら、光速で伝播するものです。
（コイルに磁石を近づけたとき電流が流れる等の）ファラデーの電磁誘導の法則や
（電流の流れる導線の周りに磁場が存在しているといった）ビオサバールの法則
が交互に起こっているような感じです。
今の話をもう少し数式を使って言うと、Maxwell方程式
　∇×Ｅ＝－∂Ｂ/∂ｔ　　　　（ファラデーの法則）
　∇×Ｂ＝(1/c^2)∂Ｅ/∂ｔ　（ビオサバールの法則）
を解くことにより波動解が得られるということです。

通信に関しては専門ではないのですが、実用的でないというのは
Umadaさんが仰っておられる波長が長くなるといったことや、
小さい振動数では送ることの出来る情報量が減ってしまうことなどが
挙げられると思います。

あと、念の為
電磁波という言葉は上に書いたような機構で生じる波動を指すので
振動数の小さいものから並べると私達が目で見ている光（可視光線）も含めて
以下のものはすべて電磁波の一種です。

電波、マイクロ波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、γ線

もちろんこまかい名前のつけ方はもっと沢山あります。

お礼

ありがとうございます。「glairさんの仰るように(1)は偽、(2)は真で正しいと思います」というご意見に少し安心しました。「電磁波は電場の変化により磁場が生じ、その生じた磁場の変化により再び電場が生じるという事を繰り返しながら、光速で伝播する」というイメージをまずは持ちたい思います。それと「実用的」という概念へのご意見、ありがとうございます。

回答No.8

puni2

当初の質問からはややそれますが，LITHRONEさんの紹介されたページを見てみました。

これは驚きです。電磁波の一覧表で，VLFの上に堂々と「可聴域」（の音声）とか「低周波」と書いてあります。
「電磁波のうち、一般に波長が0.1mm以上を「電波」といい電波法の適用を受けます。」だそうですから，我々が話をする時も，音楽を演奏する時も，電波法の適用を受けてしまうことになります。
Umadaさんの回答を見て，これはオカルト系とかいわゆるトンデモ科学系のページかと思ったのですが，都立衛生研究所の真面目なページでした。
超々長波（？）などの人体への影響を論じているわけでもないので，おそらく執筆者が何か勘違いをしているのでしょう。

衛生研究所というと，花粉情報や食中毒情報などでいろいろお世話になっているので，こういうミス（といっていいかと思います）があると残念です。その後のフォローもないようですし。
衛生研さん，しっかりして～。

お礼

"音問題"へのコメントをありがとうございました。電磁波は難しい。