電磁波の仕組み — 電場と磁場が波になって前進する

初級の解説は準備中のため、初級の内容を表示しています。

概要 — まず全体をつかむ

Wi-Fiも4G/5Gも、電波=電磁波で飛んでいます。その「電磁波」とは何か——まずは絵で捉えましょう。

詳細 — 1段階ずつ追う

基本の絵

電磁波には、2つの「場(力のはたらく空間)」が登場します。

  • 電場 — 電気の力がはたらく場
  • 磁場 — 磁石の力がはたらく場

この2つが、互いに直角に交わりながら、波の形で振動します。そして、進む向きに対しても直角に揺れながら、前へ前へと進んでいきます。

水面の波が広がるのに似ていますが、大きな違いが1つ。水(運ぶための媒体)が要らないのです。

アニメーション『電磁波(E⊥Bの横波)』を開く
進行方向電場 E(縦)磁場 B(奥行き)E ⊥ B ⊥ 進行方向(3つとも直角)変化するEがBを生み、BがEを生む、を繰り返して真空でも前進。

なぜ自分で前進できる?

カギは「変化が変化を生む」こと。

  1. 電場が変化すると、そのそばに磁場が生まれる
  2. その磁場が変化すると、また電場が生まれる
  3. これが交互に繰り返され、自分で自分を作りながら前へ進む

だから、何も無い宇宙空間(真空)でも進めます。太陽の光が宇宙を越えて届くのも、これが理由です。

電波も光も、同じ仲間

じつは、電波・赤外線・目に見える光・紫外線・X線——すべて電磁波です。違いは「波の細かさ(周波数)」だけ。

  • 波がゆっくり(周波数が低い)= 電波
  • 波が細かい(周波数が高い)= 光やX線

Wi-Fiや4G/5Gは、この中の「電波」の部分を使っています。

だからWi-Fiは飛ぶ

  • 送る側 — アンテナで電場・磁場を揺らして、電磁波を作って飛ばす
  • 受ける側 — 相手のアンテナが、その揺れを受け取る
  • 速さ — 光と同じ速さ(光速)で進むので、ほぼ一瞬で届く

「見えないけれど、光の仲間が飛び交っている」とイメージすると、電波が少し身近になります。

関連する知識

理解度チェック

そのまま解けます(成績は保存されません)。無料アカウントを作ると、学習の記録と進捗の山登りが始まります。

1. 電波・赤外線・光・X線の関係で正しいのは?

2. 電磁波が「前へ進んでいける」のはなぜ?

3. 電磁波が、何も無い宇宙空間(真空)でも進めるのはなぜ?

4. 電磁波に登場する「2つの場」の組み合わせはどれ?

5. 電磁波が届く速さについて正しいのはどれ?

6. Wi-Fiや4G/5Gが飛ばしているのは、電磁波のうちどれ?

7. 電磁波が進む速さは、何と同じ?

8. 電磁波に登場する2つの場のうち、「電気の力がはたらく場」を何という?