第1章空中線と電波伝搬
（3）電波って何？
前回は、「電流って何？」と言うお話をしました。
今回は、「電波って何？」と言うお話をいたしますが
その前に「電気って何？」のおさらいを致します。
電気とは、原子から一部の電子が抜けた時
電子は、”－”。
電子が抜けた原子は、”+”。
のそれぞれの電気的な性質を示す事でした。
それぞれの電気量は、（電子の数）ｘ（ １個の電子の
持つ電気量）で陽子1つの電気量は、電子1つの電気量
と同じですが、こちらは、 ”+”です。
ゆえに、原子核の”陽子”の数と電子の数が 同じ場合は、
プラスマイナス”0”と言う事で電気的性質は、現れませ
ん。
その証拠にやっては、いけない事ですので お話だけで
すが、電気の流れている導線を触ると感電します。 電
気の流れていない導線を触っても感電しません。
これは、電気の流れている導線では、 導線を構成する
原子から自由電子が飛び出しているからです。
次に、「電流って何？」と言うお話をしました。
電流とは、電子が移動（動く）する事です。
前回見て頂いた 図-1の様にある決まった経路 (回路)を
グルグル電子が動き廻らなくても電流なのです。
それでは、いよいよ「電波って何？」と言うお話をい
たします。
冬の寒い日に風のない日当たりへ出ますと体がポカポ
カしてとても気持ちが良くなったと言う経験を皆様も
お持ちの事と思います。
又、こんなショックな実験をTVで見た事があります。
戸を閉めっ切った2つ小屋を、1[m]程、隔てて作りま
す。
そして、片方の小屋の内部に火を付けます。
その小屋の内部は、激しく延焼していますが、外部に
火は、出ていません。
ところが暫くすると隣の小屋が発火しました。勿論、
隣の小屋には、火の気は、有りませんでしたし、火を
付けた小屋からは、外部へ火がまだ出ていません。
「一体、これは どう言う事でしょう？」。答えは、”
輻射熱”です。
冬の日向でも気温は、低いのに体がポカポカするのも
輻射熱の為です。
鉄の棒の一方を温めその反対側を触ると熱くなって来
る様に物体に熱が伝わるのを熱伝導と言います。
しかし、太陽と皆様の間は、繋がっていません。途中
の宇宙は、真空です。
それなのに、体がポカポカするのは、輻射熱と申しま
したが、輻射熱とは、一体、何なのでしょうか？
答えは、電波です。
電波なので、途中に何もなくても伝わってくるのです
。
実は、皆様は、電波を身近に感じていたのです。
電波を身近に感じていただける例をお話いたしました
が、まだ、電波の正体をお話していませんでしたネ。
電波の正体をお話する為には 2つの主人公を紹介する
必要があります。
それは、「磁界」と「電界」です。
いきなり、難しくなって恐縮です。
実は 「磁界」も「電界」も 皆様は 経験しているので
す。
まず、「磁界」からご紹介します。
机の上に釘や鉄粉を置いて磁石を近づけます。
最初の内は、変化がありませんが磁石が近づくにつれ
て、釘や鉄粉が動き出しました。
更に近づけますと釘や鉄粉が磁石をめがけて飛んで来
ます。
磁石が釘や鉄粉にある距離迄近づきますとそれらが動
き出す小さな特別な空間になった様です。
この磁石の力が及ぶ範囲を「磁界」と言います。
「界」とは、何かが存在する空間をしめします。例え
ば、人間が生存する空間を「世界」。野球選手が存在
する空間を「野球界」等です。
物理の世界では「磁界」を「磁場」と言います。「場
」も「界」と同じ意味です。皆様は、地球の磁場と言
う言葉を聞いた事があると思います。
磁気について、もう少しお話しをします。
磁石と磁石又は、磁石と鉄がくっつきあいますが、こ
れは、どうしてでしょうか？
前々回、原子の構造をお話ししましたが、原子には、
幾つかの飛び飛びの電子の軌道があります。それぞれ
の軌道には、2つづつの電子が乗る事が出来ます。
原子を太陽系に例えたとしますと、地球の軌道にもう
1つの地球Bがある様なものです。私達の地球Aともう
1つの地球Bの自転方向は、逆なのです。
原子にお話しを戻しますと、通常、それぞれの自転方
向が違う為に磁力を示しません。ところが 1つの軌道
に1つの電子しか無い場合は、磁力を示します。
磁力の元は、電子のスピン（自転）によります。図-2
をご覧ください。
図-2
この図では、電子が奥(左)から手前(右)に進んできま
す。
電子の側 (奥)から電子の進む方向(手前側)を見ますと
電子の回転は、左回りです。
しかし、電流の方向は、電子の移動方向と逆と定めて
いますので、電流の流れる方向に対して電子の回転方
向は、右回りとなります。これが磁界の方向です。
電流の流れる方向をネジを締める時にネジが進む方向
としますとその時のネジの回転方向が磁界の向きと同
じになります。これを右ネジの法則と言います。
つまり、[電子の回転方向] が [磁界の方向] と言う事
になります。
次に「電界」を御紹介いたします。
冬の日に絨毯の上を歩いてドアに近付き、ドア・ノブ
に手を近づけますと「バッシ」と電気を感じて跳び上
がったと言う経験がおありの事と思います。
ドアに向かって歩いている時は、感電しませんがドア
・ノブに手が近づいた時に触ってもいないのに感電し
ます。
これは、 静電気のせいなのですが この 静電気の影響
が及ぶ範囲を「電界」と言います。
それでは、電波を輻射する実験をしてみます。
注：図の番号が 6となっていますが、図-3から図-5は
、有りません。
左の縦の棒は、導体です。図には、描いてありません
が、棒の真ん中に交流の電源があると思って下さい。
導体の中の電子は、交流電源により、上へ行ったり下
へ行ったりします。移動する電子の数も時間と共に多
くなったり、少なくなったりします。
それらの変化は、SIN波の様な変化になります。
図-1 は、電池(+の端子)→電球→電池(－の端子)と繋
がっている”閉回路”ですが、前回、電流のお話をしま
した時に閉回路でなくても電流が流れる (電子が移動
する) 事をお話致しました。アンテナを理解する為に
大変重要な事ですので、復習しておいて下さい。
そのことが、 理解できませんと アンテナと電波伝搬
のお話が、全て分からなくなってしまいます。
どうもしっくりこないと言う方は、遠慮なく質問して
ください。
さて、皆様は、 小学校の時に 釘に エナメル線を巻い
て電池を繋ぐと電磁石になったと言う経験をされた事
と思います。
導線に電流が流れますと電磁石になります。電磁石の
周りは、磁気的な力が及ぶ範囲ですので磁界と言う事
になります。
”磁石の力(磁力) ”と電流(電子の動き)は密接な関係が
有ります。磁界の強さを表す単位に[A/m]があります
が、A は、電流の単位のアンペアです。
図-6で導線の周りに出来た輪が磁界です。磁界には、
向きがあり電流の流れる方向により変わります。
磁界の元は、導線に流れる電流ですので ”磁界の向き
”と”大きさ”は、時間と共に変化します。
磁界が変化しますと、電界が生まれます。
ここが、大変重要です。
電界は、磁界が変化した 結果 生まれたものですので
電界の”向き”と”大きさ”も時間と共に変化します。
磁界が変化した結果電界の変化が生まれるのですが、
これは、フレミングの右手の法則によると考えて下さ
い。（フレミングの法則は、本講座の”電磁気”の章で
お話出来ると思います。）
そして、もう一つ重要な事が
電界が変化しますと、 磁界の変化を生みだします。
と言う事です。 その磁界の変化は 更に電界の変化を
生み出すと言う様に 次々に 互いの変化を生みだしま
す。
これが電波です。
磁界と電界は、お互いに直角です。( こちらは、試験
の為に重要ですので覚えておいて下さい。）
この相互の関係が続いているのが電波です。
電波は、電界と磁界 で構成されていますので 電磁波
と呼ばれる事もあります。
図-6 は、電波の輻射を説明するには とても良い図な
のですが 磁界と電界の様子が正確では、ありません。
それは磁界の変化と電界の変化が同時に起きているか
らです。
さらに、正確に描きますと以下の図の様になります。
左の縦の棒は アンテナです。モス・グリーンの SIN
波状に変化する波は、電界 です。赤の SIN波状の波
は、磁界です。
私達、人間は、電波を作る為に送信機を使います。
太陽には、送信機がある訳では ないのに なぜ電波を
出す事が出来るのでしょうか？
それは、電子です。電子が 太陽の中で 動いているの
です。電子が動けば電流です。
電流が流れると磁界が生まれます。
電子の動きが変化していれば 磁界が 変化しますので
電界の変化が生じます。電界の変化は、 新たに 磁界
の変化を生みだします。よって、太陽は 電波を発し
ているのです。
太陽は、 電波 を発すると言いましたが、一般的には
光を発していると言う事になります。光は 電波の一
種で電波の波長の短いものを言います。
お話は、少しづれますが、地球には、地磁気がありま
す。
地磁気は、地球が大きな磁石であるからでは、ないの
です。
地球の外殻と言われる部分で 鉄が溶けて灼熱の状態で
循環しています。と言う事は、 電子が移動していると
言う事ですので、電流が流れている事になります。 電
流が流れれば電磁石になります。
そうです。地球は、磁石の塊ではなく電磁石なのです。
電波が何か、お分かり頂いたところで次回は、 電波の
特徴についてのお話です。
※皆様の中には、説明が 一部ボカされていると感じら
れた方がいらっしゃると思います。
そのボカされている部分は、 電気回路で説明を致し
ますコンデンサーの説明が行われていない為です。
※電波を完全に説明する為には、 当講座の最後から 2
番目の章の ”電磁気”を勉強していただかなければな
りませんが、もやもやしている方の為に 少し詳しく
お話をしますと、電波を正確に模した 最後の図をも
う一度ご覧頂く必要があります。
緑の電界の ”大きさ”と”向き”に注目して下さい。
電界により電子が移動します。つまり、 電界により
電流が流れます。すると、磁界が生まれます。
その磁界は、元の電界が変化していますので、 磁界
も”大きさ”と”向き”が変化します。
磁界の変化を抑える方向で電流が流れます。
これが、フレミングの右手の法則です。
電流が流れるとは、電界が生まれた事を 意味してい
す。少し、詳しくお話をしましが、 今は、ここ迄で
納得していて下さい。
「航空無線通信士受験塾」からの
お知らせ
当講座は、会員制です。
記事の全文 読んで頂く事を始め、 質問をして頂いた
り受験の相談をさせて頂く方を限定する為、会員制と
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握する為です。
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