第1章空中線と電波伝搬
（1）電気って、何？
今日は。今日から 2024年8月の試験に向けて「無線
工学」と「電波法規」のお話を致しますTOITAです。
半年間と言う短い間ですが、宜しくお願い致します。
当講座では 春休み中に折に触れてお話してまいりま
した通り 試験で一番出題される項目から お話をして
まいります。
「無線工学」の場合は 「空中線と電波伝搬」と「航
法支援施設」と「半導体・電子菅・電子回路」で 50
％の出題が予想されます。
3つの項目が理解出来れば、試験で 50 ％の得点が得
られると言う訳です。70 %の問題に正解すれば、科
目合格です。50%は、大きいですネ。
それでは 早速、一番出題数の多い「空中線と電波伝
搬」のお話をいたします。
空中線とは、アンテナの事です。「アンテナ」と言う
言葉は、良く耳にされますし、何となく分かる気がさ
れていると思います。
「アンテナ」とは、昆虫の触角を意味しますので、会
話の中でも何かを感じ取る物としての意味で使われて
いると思います。
今迄は、その程度の知識で良かったのですが、「航空
無線通信士」の資格を取る為には、その程度の知識で
は、免許を貰えない事は、容易に想像がつきます。
学問としての空中線の本を開きますと数式の羅列です
。少し、脅かしてしまいましたが、数式で表現しよう
としている内容は、私TOITAがお話を致しますんで、
皆様は、そのお話を読んで頂ければ結構です。
さて、皆様は、「アンテナは、アンテナだから電波を
捉えたり発射したりする。」と言う答え方をしていま
せんか？
この答え方では、アンテナそのものが説明されていま
せん。
その他の例を挙げますと「車は、車だから走る。」等
その物事態を認めてしまっていて、その物事態を説明
していないと言う事は、ありませんか？
この様な事を言いますと「だから理系の人間は、理屈
ぽくて嫌いだ。」と言われそうですが、無線は、科学
ですので、情緒では、扱えません。医学については、
お医者さんが言う事を理屈ぽいとは、言われないと思
います。科学もそう言う目で見てください。
さて、皆様にとって 異邦人の 理系の人間は、 電気で
言う「アンテナ」 を 「どの様に捉えるか？」を 考え
てみましょう。
理系の人間は、必ず、根本的な部分に目を向けます。
根本的な部分は、単純で沢山は、ありません。
それぞれの事柄の理由が分かってきますと次から次へ
と新たな疑問が生まれると言う好循環となりどんどん
楽しさが増してきます。
文系の皆様も、工学が分かってくるときっと、楽しく
なるはずです。
人間には、元々、知識欲があるのです。
好奇心を開放して下さい。
それでは、最初の「なぜ？」
「アンテナって何？」
「何かを感じる」の「何か？」とは、何でしょう？
その何かは、「電波」です。
アンテナは、電波を放出したり、電波を捉えたりしま
す。
それでは、「電波って何？」
と質問しますと、「観た事ないし分からない」とか、
「携帯でピッピッピってやるやつでしょう？」等と言
う答えが 帰って来そうですネ。
ここで、「電波」とは、こんなものですとお話しをし
ても良いのですがその前に知らなければならない事を
飛ばしてお話をしては、分からない参考書を読むのと
同じ事ですので、一番、元となる事からお話をします
。
「そもそも、電気って何？」と言う事から考えなけれ
ば、なりません。
「電気って何？」と聞かれて「触るとビリビリっと来
るヤツでしょ」 とか 「家のコンセントへ来ているヤ
ツでしょ」では、これまた、無線の免許は、貰えませ
ん。 ましてや「 スマフォに充電するヤツでしょう！
？」と答られたらアウトです。
この様な解答をするパイロットは、いません。
よって物事の根本を考える頭に切替えないと合格は、
出来ないと言う事になります。
逆にいいますと、航空無線通信士は、答えを知ってい
るのです。パイロットも元は、皆様と同じ文系の方々
ですが特別に努力した方々です。でも安心して下さい
。当講座を受講される皆様は、楽して半理系人間にな
り、航空無線通信士の免許を手にされる日が来ます。
それでは、
[電気とは？]・・・・・考えてみましょう。
図-1
身のまわの全ての物質は、分子で出来ています。また
、その分子は、様々な原子の集まりで出来ています。
その原子は、上の図で示す様に真ん中の赤で示した原
子核とその周りを廻る緑と青で示す電子で出来ていま
す。
電子は、原子核の周りをグルグル廻っています。
上の図を分かりやすく同じ平面上を廻る軌道として描
いた図が下の図です。 
図-1’
真ん中の赤は、原子核で「陽子」と「中性子」から出
来ています。 陽子は、”+”の電気の性質を示します。
ここで重要な事は、「電気の性質を示す。」と言う事
です。
「中性子」は、電気的に中性ですので電気の世界では
、考える必要が有りません。
原子核の周りを廻っている電子は、青い玉で示してい
ます。
電子は、”―”の電気の性質を示します。
通常の原子は、電子の数と原子核の中の陽子の数が同
じです。
よって”+”の電気の量と”―” の電気の量が同じですの
で原子を外部から観ますと電気の性質を示しません。
これを身近な例で考えみます。家族の中には、両親と
女の子と男の子が一人づついたとします。
その家族を外からみますと女性とか男性とみるより何
々さん一家と呼ばれます。
電気とは、原子から一部の電子が飛び出した状態を言
います。
飛び出した電子は、原子から離れてしまっていますの
で陽子の影響を受けませんので”－”の電気の性質を示
します。家族から離れて一人暮らしを始めると、周囲
からその人は、女性とか男性として見られます。電子
が飛び出した原子は、電子の数と陽子の数が違ってき
ますので電子が不足した分”+” の電気の性質を示しま
す。家族から一人、子供が独立して家族内の女性と男
性の数のバランスが崩れますと女性の多い家族とか男
性の多い家族と周囲の目に映る様になります。
男の子が抜けた家族では、女性の数が目立ち、父親の
影が薄れ、女性の家族の様に見えます。逆に女の子が
抜ければ母親の影が薄れむさ苦しい男性の家族の様に
見えます。
原子から飛び出した電子は、単独で行動します。この
為、飛び出した電子は、 自由電子 と呼ばれます。
家族から離れた男の子は、自由男子と呼ばれても良い
かもしれません。（ここ迄、赤の文字とか青の文字が
出てきましたが、重要な言葉ですので必ず覚えて下さ
い。一般的には、青の文字より赤の文字の方が重要で
すが、赤の文字との対比で青の文字にしている場合が
有ります。）
電気の正体は、「自由電子」と「陽子の数より電子の
数が少ない原子」これが、電気の正体です。
通常、電子は、原子の中の飛び飛びの軌道を廻ってい
ます。
原子核に近い軌道を廻る電子程、ネルギーが小さく原
子核からの束縛を受けています。
逆に原子核から遠い軌道を廻っている電子程エネルギ
ーは、大きく原子核からの束縛が小さくなります。
この事を子供の成長に例えてみます。 原子核を親とし
ますと力の弱い小さい子は、 殆ど親とくっついて 1日
を過ごしていますが 大きくなるに従って力も強くなり
親から離れて遠い所迄、 遊びに行く様になるのと似て
います。兄弟の多い家族で上の子が10歳位で一番下の
子が 2つ位の家族の様子を思い浮かべれば、 納得して
頂けますネ。
大学生位になりますと親からかなり 自由になりますが
、学費を貰ったりするので、多少の 繋がりが残ります
。
やがて、 親元を離れて一人暮らしをする様になります
。
この親元を離れて自由になった子供が自由電子 ですネ
。
今回は、電気の正体である”自由電子”と”電子の数が陽
子の数より少ない原子”である事を学びました。
皆様は、すごい事実を今日、勉強されました。
次回は、電気の正体であり自由電子の移動が ”電流” で
ある事等についてのお話です。
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