'12-01-09(01-27更新）
環境中の水温をあげるエネルギーの大部分は「光」ですが、その他、さまざまなエネルギーによることも知られています。
既報の「地球温暖化要因の整理」において、さまざまな自然および人為的な水温上昇要因について記載しました。詳しく見る>>
今回は水温を上昇させる「マイクロ波」（電波）による加熱に係る記載を調べました。
（転載開始）
マイクロ波基礎知識 （ミクロ電子）
（一部抽出しました。）
１、マイクロ波について
「マイクロ波は電波の一つで、電波は電磁波の１つです。 光も電磁波の一種です。・・・そして、3000ＧＨｚ以下の電磁波を電波と分類しています。
図１に示すように電磁波はその周波数により呼び方が変り、それぞれの特性に応じていろいろな用途に使われています。周波数が300ＭＨｚから300ＧＨｚ（波長が１ｍから１ｍｍ）の電波をマイクロ波と呼んでいます。
図1 電磁波の応用と分類
マイクロ波は通信だけでなく、電波望遠鏡による天体観測、レーダーによる移動物体監視システム、カーナビで皆さんもご存じのＧＰＳによる測位システムなどにも応用されています。
そして、もう一つの応用が加熱です。
２、マイクロ波加熱装置に使用できる周波数について
電波は、ＩＴＵ（国際電気通信連合）が、その用途に応じて使用できる周波数を割り当てています。そして、最終的には各国が法律で定めます。周波数が300ＭＨｚから300ＧＨｚ（波長が１ｍから１ｍｍ）のマイクロ波について、工業用、科学用、医療用を目的としてＩＴＵが割り当てた周波数（ＩＳＭ周波数）は、表１のようになっています。 ・・・（表は割愛）
一方で、通信障害を生じさせないために電波法があり、非常に厳しい限度値で電波の漏洩を規制しています。しかし、例えばISM周波数である2450ＭＨｚ帯に対して、電波法は電波漏洩量を規制していません。したがって、この周波数帯のマイクロ波を使用する装置（これをISM機器と呼びます）は安全上の限度値を満足するように設計すればよいことになります。・・・
３、マイクロ波加熱の原理について
降雨がひどいとBSテレビ放送が見られなくなる経験をお持ちの方が多いと思います。水がマイクロ波を最も効率よく吸収する周波数は18ＧＨｚ前後と言われています。
電子レンジの周波数が2.45ＧＨｚ（2450ＭＨｚ）に対し、BSテレビ放送周波数は約12ＧＨｚですから、電波が雨に吸収されてBSテレビ放送が見られなくこともご理解いただけると思います。
放送電波は微弱ですから雨が加熱されることはありませんが、原理的には雨がBS放送電波を吸収して発熱しています。
ここでは、「マイクロ波加熱の原理」「誘電体が吸収するマイクロ波電力」「マイクロ波が誘電体に浸透する深さ」「誘電体の誘電特性」について説明します。
その誘電体のマイクロ波加熱の原理は非常に難しく一口には説明できませんが、大雑把に言うと次のようになります。
「マイクロ波電界の振動に対して、例えば、永久双極子が少し遅れてマイクロ波電界の振動に追従するとき、すなわち、マイクロ波電界の変化に対し位相遅れを伴って永久双極子が変化する場合、この遅れがマイクロ波電界の変化に対する抵抗力として働いて永久双極子が加熱される。」と言われています。
簡単に言えば、
「永久双極子が抵抗しながらも振動させられることにより発熱する」ということです。・・・
これを、図を用いて説明すると次のようになります。
ここで、例えば水に電波を照射するということは、交流の電界を与えるということで、
電子レンジの場合は１秒間に24億5000万回もプラスとマイナスが入れ替わる振動ということになります。
図５は、低い周波数の電波を水の永久双極子に照射した場合を示しています。この場合は変化する電界に対し永久双極子は瞬時に追従して方向を変えます。このような場合、水は発熱しません。・・・」
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（転載終了）
⇒非常に難しい原理のようですが、基本的には「水」の場合の加熱にはマイクロ波（周波数が300ＭＨｚから300ＧＨｚ（波長が１ｍから１ｍｍ）の電波）と水の双極子との干渉が関与していることが解りました。
既報で記載した大気圏の電波（電磁波）の変化を利用して地震予知に用いる「VHF帯電磁波（FMラジオ電波（波長が１ｍから１０ｍ））散乱体」は「水の双極子」の状態変化が影響しているのでしょうか？
（参考データ）
VHF帯電磁波散乱体探査法による地震予報の研究
解説：森谷武男
（北海道大学理学院付属地震火山研究観測センター）,
{2009, March, 31} 本文を詳しく読む
