波の回折

この先は波の進み方について理解を深めていきましょう!

波には特徴的な性質がいくつもありますが,今回のテーマは「回折」です。

 

 

波は障害物に遮られない!?

自分の部屋にいるときに,台所から「ご飯できたよー」

誰でも経験したことのある家庭の一幕。

相手の声は,部屋のドアが閉まっていても聞こえてきます(防音用に作られた扉じゃなければ)。

音は壁を通り抜けてくるのでしょうか?

現象だけ見ると,たしかに通り抜けたようにも見えるのですが,実際に起っているのは「回折」という現象です!

 

回折というのは,波が障害物の横や隙間を通って,その裏側にまわり込もうとする現象のことです。

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ふつうの物体はこんな性質をもっていないので,回折は波の特別な性質のひとつといえます。

 

話を戻しましょう。

部屋のドアが閉まっていても声が中まで聞こえてくるのは,壁を通り抜けたのではなく,ドアのわずかな隙間から波が侵入し,回折したからに他なりません!

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回折の起こりやすさ

上では音を例に出しましたが,水面の波や地震波,光など,回折はどんな波でも起こる現象です。

ただし,波によって「回折の起こりやすさ」は異なります。

具体的には,通り抜ける隙間の幅に比べて,波長が長いとき回折が顕著になります。

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携帯電話の電波は「周波数(振動数)が低いほどよくつながる」といいますが,この理由も回折によるものです。

電波を波の基本式 v = f λに当てはめると,空気中を伝わる電波の速さvが一定であることから,波長と周波数は反比例の関係にあることがわかります。

つまり,電波は周波数が低いほど波長は長くなり,結果として回折が起こりやすくなるのです!!

電波の回折が起こりやすくなるということは,屋内にいる人にも電波が届きやすくなり,その結果「電波がよくつながる」と感じられるわけです。

 

いまはあまり聞かなくなりましたが,以前携帯電話は,D社やA社に比べてS社がつながりにくいと言われていました。

これは基地局の数の問題だと思っている人がいるようですが,ちがいます。

携帯電話事業にあとから参入したS社だけ周波数の大きい電波を使っていたのが原因です。

その後,低い周波数の使用が認められ,「プラチナバンド」と銘打って大々的にCMもしていましたが,その正体はただの低周波数の電波です。

 

低周波数の電波になって,回折が起こりやすくなって,屋内でもつながりやすくなる…そう理解できたのは果たして国民の何%だったのでしょうか?

S社は実際つながりやすくなったので問題ありませんが,世の中には理屈を説明せず,ありがたそうな名前をつけて消費者を煽るような詐欺まがいのものもたくさんあります(プラチナって…笑)。

この記事を読んでいるみなさんはしっかり科学的知識をつけて,「それっぽい名前の商品」にだまされないようにしてください!

 

今回のまとめノート

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今回,回折とはどういう現象かについて説明しましたが,なぜ回折が起こるのかについては一切触れませんでした。

「ホイヘンスの原理」というものを用いれば原因も説明できるのですが,その説明は補講に回したいと思います。

 

次回予告

次回は回折よりも馴染み深いと思われる,波の反射・屈折について見ていきます。

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