なぜ電波は壁を突き抜けるのですか？

質問

なぜ電波は壁を突き抜けるのですか？
ワイヤレス接続や携帯電話など、なぜ電波は壁を突き抜けて届くのですか？
音は壁などがあればさえぎられて届きませんよね？
電波とは呼んで字のごとく波のような電磁波だと思いますが、なぜ壁のような固体を突き抜けて届くのでしょうか？

回答No.11

puyo3155 · ベストアンサー

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E6%A8%A1%E5%9E%8B

１０の補足。

原子核の大きさは1fm(10-15m)程度であり、原子の大きさが1nm(10-9m)に比べると格段に小さい。

ということで、1,000,000倍も違うんですね。

つまり、東京駅に大きさ１０ｃｍのボールを原子核と見立てて、置きます。すると、

10cm * 1,000,000 = 10,000,000 cm = 100000 m = 100km = 半径50km

となり、八王子、川越、久喜などをむすぶ圏央道ぐらいのところが、原子の大きさになります。
思ったよりスカスカですよね。

もっとも、分子の構造でいろいろありますし、電子軌道という概念は、人工衛星が起動をゆっくり回るのとはちがって、量子論で定義される、確率的存在なので、イメージするのは難しいですが。

ただ、いずれにせよ、物質は、以外にスカスカ。ここは、ポイントですね。

お礼

誠に有難うございます。そうですね。本当に不思議ですね。真空も不思議に思いましたが、原子核と電子の間はそんなにも差があって、ではそのスペースにはなにが存在するのか。なぜ物体として強度を保てるのか。不思議です。

回答No.12

noname#115059

ある物質に磁束を大量に当てると温度が冷える。（南極と同じ原理の冷却）
http://www.chuden.co.jp/corpo/publicity/press2000/1003_2.html

磁気冷却　で検索して下さい

お礼

これはちょっとわからなかったですが。でもこれでフロンを使わない冷却機ができて普及すれば凄いかもですね。こういう原理があるということを知れただけでもよかったです。有難うございました。

回答No.10

puyo3155

いろいろなことがごっちゃになっています。

＞なぜ電波は壁を突き抜けるのですか？

壁の材質によります。電波の波長によります。材質と波長がうまく組み合わせられたら、電波は通過しますが、そうでなければ、物体にエネルギーを奪われて減衰します。

なぜ・・・って言われると難しいのですが、そもそも、物体の原子の構造は、真ん中に原子核（陽子と中性子の塊）があって、電子がその周りをめぐっている。その半径たるや、原子核の大きさからすると、ものすごく大きい（正確な数字はわすれたけど、１万倍とか、１０万倍のオーダー）。つまり、物質というのは、実は中身はスカスカなのです。したがって、スカスカの大きさにうまく合致する波長の電波なら、物質を通りぬけるのも納得がいきます。

＞ワイヤレス接続や携帯電話など、なぜ電波は壁を突き抜けて届くのですか？音は壁などがあればさえぎられて届きませんよね？電波とは呼んで字のごとく波のような電磁波だと思いますが、なぜ壁のような固体を突き抜けて届くのでしょうか？

まず、携帯電話の電波は、ガラスなどを通過します。多少は減衰しますが。それは、前述した通りです。しかし、多くの場合、例えば暑いコンクリートなどはほとんど通過しません。ビルの陰には電波は通りぬけないのです。地下にも、大ホールにも、ビルの奥にも、通過などしません。

携帯電話などに限っていうと、みなさんが、壁をとおりぬけたと思っている理由は、２つあります。一つは、都会は、だいたい３、４００ｍごとに、ビルのどこかの屋上に基地局があり、電波を複数の方向に放射しています。ですから、ビルの反対に行ったときは、別の電波を使っていることになります。それにきづかないので、さも電波が通り抜けたように感じるのです。

もう一つは、反射と回折という現象です。

反射はよくわかりますね。光の反射とおなじ意味で、壁に当たった電波が反射して進む現象です。回折は、波が物質を回り込む現象で、たとえば、朝日が山からのぼるとき、太陽がまだ出ていないのに、山きわが光るあれが回折です。この反射と回折によって、電波は、障害物があっても、裏側にいきわたるわけです。別の例では、池で水の波を起こして、そこに木の棒をたてても、木の裏側まで波が伝わる。この方がイメージしやすいかもしれませんね。回折は、あらゆる波に共通した性質です。

実は、この度合いは、波長に大きく依存します。波長が大きいほど、回りこむ力が増えます。例えばＴＢＳラジオの電波は、波長300mもあるため、たいていの障害物の後ろに回り込みます。ラジオがどこでも聞こえるのはこのためです。

携帯電話の電波は、20cmから30cmぐらいなので、なかなか回り込みづらくなります。したがって、都会では、反射や回折を加味し、ビルガラスを突き抜けるときの減衰も加味しながら、基地局を立て、多くの人が通話可能な状況を、専門的計算に基づいて作り出しています。ホールの奥や、地下鉄、地下街、高層ビルは、屋内の小さな補助装置から電波を出しています。決して、地上の電波が、地下に突き抜けているわけではありません。

可視光は、もっと波長が短く、そのため、ほとんど回折しません。さえぎると、その先はまっくらになるのは、そのためです。

最後にもう一つ、電波は電磁波です。他の人も言っていますが、放射能（一部）、可視光、赤外線、紫外線、Ｘ線、みんな、波長が違うだけで、同じ電磁波です。電磁波は、マクスエルの方程式でその振る舞いが記述されますが、何もない真空中でさえ、電界と磁界の変化の伝播として空間を伝わる。不思議なことですが、それが事実です。

不明な点は、どんどん聞いてくださいね。

お礼

色々調べて時間かかりましたが非常にわかりやすかったです。特に回折についてはなるほどなと思いました。ラジオの電波はそんなに波長が長いのですね。携帯などの電波は減衰するけど色々な補填があって繋がっていると感じるのですね。

反射をするということは少なからず電波を弾いているわけで、通り抜けるわけではないです。突き抜ける分と反射する分、あわさって繋がっているのだと思いました。
ジャスコやデパートのようなビルの中でも繋がりますし、あれは独自に屋内基地局などを設置してるのでしょうか。でも囲まれた非常階段のようなところでも繋がりましたのでかなり反射するのではないかと思います。イメージとしては一階から電波を発すると、階段に沿って反射しながら進み最上階まで抜けるというような印象ですが。反射がどれほどの強さなのか調べないといけません。

回答No.9

noname#115059

http://okwave.jp/qa/q2442473.html
回答No.02　回答者：naganumajyunさん とほぼ同意見でした。
今、「自由電子 反射」検索で閲覧し、自分と同じ考えの人がいた事に感激しています。

科学の原則は、何でも疑ってみる。教科書が正しいと思わない事。

南極はＮで、本来Ｎは北を意味する。
ある物質に磁束を大量に当てると温度が冷える。（南極と同じ原理の冷却）

お礼

ありがとうございます。こちらは反射についての回答でしたが、同じくやはり壁などの物体の電子が、電磁波の電界によって振動を受けそれをそのまま２次的な電磁波として放射するため突き抜けたと同じ事が起きたといえるみたいですね。

南極がＮ極、北はＳ極なんですね！名前は北極は『Nouth』南極は『South』ですから勘違いしやすいですね。

ある物質に磁束を大量に当てると温度が冷える。（南極と同じ原理の冷却）
これは調べてもすぐ出てこなかったのでまだ確認済みではないですが、ちょっと驚きというかまゆつばもので南極は太陽光が当たらない分冷えているだけということではないのですね。

回答No.8

nazunazu

No.3です。

>なぜ電波はビルや建物の中でも普通に通過できるのかと思った次第です。

「普通に通過」がどういう状態を指すのか曖昧ですが、通常のビル壁の場合、電波はそれなりに減衰します。電波がある程度弱くなっても同程度の品質でテレビを見れてケータイを使えるのは、それらがそういうつくりになっているからです。

回答No.7

noname#115059

ウディペディアに虚偽の内容も記載されていますので、再確認が必要になるケースもあります。

>>なぜ電波は壁を突き抜けるのですか？
恐らく壁にエネルギーを与えながら磁力化させ、電子が通りやすい環境を構築しながら
突き進んでいると考えました。
地球上の物質は地球コアからの放射線の影響で、どのような物でも電子を持っています。
地球コアからの放射線は、大地の層が厚くても貫通しています。（途中で性質が変化しています）

お礼

なるほどです。全てを電子として捉えると伝播する理由がなんとなくわかりますね。さえぎるものが多ければ多いほど屈折率？のようなものが多量に発生し届きにくくなるというのも納得できます。あとはこの世界において何も存在しない真空とはなんなのか疑問がわきました。ご回答有難うございました。

回答No.6

noname#29601

電磁波と音は全く別物です。
↓をじっくり読んでください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B3%A2

No.5さんの　>電波＝電磁波＝光＝放射能
は、誤解を招く可能性があります。

お礼

電磁波とは真空の中でも空間として伝達するということで、固体は伝播するということですね。音のように媒体を震わせてその波動を感知するものと思っていましたが全く違うようです。そこで真空とはなんなのか、新たな疑問が湧いてきました。酸素も窒素もない完全な真空というのはなんなのか、そこには何が存在してるのか。何も存在していない「空間」とは一体なんなのかとても不思議に思いました。

回答No.5

noname#115059

電波＝電磁波＝光＝放射能
言葉が違うだけで本質は同じ

ブラウン管ＴＶも放射能が出ていたから、販売上公開されなかっただけ
しいて話せば、原子力発電所周辺で健康診断の時に放射能測定もしているらしい
漏れていなければ放射能測定する理由がみつからない

お礼

これは違うのは自分でもわかります。ブラウン管ＴＶから放射能が出ているなんて信じられません。原発の近くで放射線測定をするのも万が一漏れていないかの確認のためです。
漏れているから測定するわけではありません。

回答No.4

gn_drive

電磁波なので、金属で覆われる（シールドされる）と届きませんが、それ以外は誘電体として、それなりに通過します。

お礼

金属で完全密閉のようにされると通じないんですね。

回答No.3

nazunazu

光がガラスを突き抜けて届くのと同じように、電波が突き抜けて届く固体もあります。
太陽に手をかざしても手の裏側に光が届くのと同じように、電波も壁の裏側に届くという性質があります。
音は壁できっちりさえぎられれば届かないがそうでなければ多少は届くのと同じように、電波もきっちりさえぎられれば届かないがそうでなければ多少は届きます。

お礼

光は透明なのでガラスを突き抜けるのもなんとなくわかりますが、物体は通過しません。
なのでビルの中では暗いですが、なぜ電波はビルや建物の中でも普通に通過できるのかと思った次第です。
あとは室内ＷＡＮ接続などに比べてラジオ、携帯電波、ＴＶ放送の電波などは塔から全域に発信されるため比較的強いと思いますが、常に我々は電波の通過線上にいてこれは人体に影響はないのかと疑問です。

回答No.2

mindangler

音が壁等で遮られるのは、音を伝搬していた大気より壁の密度が高いので、
減衰するからです。

音（音波）は、物質が無いと伝搬しません。

電波（電磁波）を媒介するのは、○○です。（あえて明かしません）
ご自分ででお調べください。その方が、あなたのためです。

媒体が判れば、電磁波がどのように伝搬してくるのか、想像くらいはつくはずです。

お礼

なるほどです。誠に有難うございました。○○の謎を教えて欲しいです。原子ですかね