Explanation of electromagnetic waves

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電磁波とは

2000/10/26 執筆着手
2002/4/15 ELF帯観測方式の記述開始
2004/2/1 ELF,VLF帯アンテナの写真・説明修正
2005/1/4 全面改稿
2007/2/24 一部修正

電磁波とは何か

ここは電磁気学について論ずる所ではないので、主として現象面から説明する。”電磁気”という言葉は一般には聞き慣れないことが多いと思う。それでは”電波”ではどうだろう。この言葉を聞いたことが無い現代日本人はおそらくいないはずである。光も電波の一種であると聞くと、疑問に思う方も多いだろう。真空中である点から別の点へエネルギーが移動するとき、ほとんどの場合、電磁波という形態をとる。少なくとも現在の人類が持っている知識ではそうなっている。重力波はどうなるんだと思われる方も居られるだろうが、相対性論まで入り込むと、本稿の主点からずれてしまうので、ここでは触れない。なぜ、電波では不正確で電磁波の方がより正確といえるのか。それは”マクスウェルの定理”による。電子の流れ� が電界と磁界を交互に発生させることによって、所謂”電波”として空間を伝わって行くのである。詳し� くは専門書で勉強して欲しい。ここでは電磁波は電界という側面と磁界という側面の両方を必ず併せ持っている、ということだけ覚えておいて欲しい。

雷はどうだろう。雷の正体が電気であって、空中を飛んでくるのだから、電磁波も出ているのではないかという想像は付く。かつて”アーク灯”という照明で街頭が照らされていた時期があることをご存じだろうか。（もはや歴史上の事実となってしまったが）アーク灯は2つの電極間に強力なスパークを飛ばして、その時の輝きを照明として利用したのである。この時、同時に強烈な電磁波も発生しているのである。無線通信の黎明期、電波の発信源として、このアーク灯そっくりのスパーク式発信機が使用され、実用的に使われた。大西洋横断通信も行われていた。この種の電波はB電波と呼ばれ、あまりにも広い周波数成分が同時に発生して周波数領域を占領してしまうことから、現在は当然のことながら使用禁止となっている。光と電波の関連について少しは分かっていただけただろうか。

スパークといえば、ライターや卓上コンロに火を付けるフリントあるいは圧電素子と呼ばれるものでも火花� が出る。これらはもっぱら火を付けることに使われる。（江戸時代には火打ち石などが使われた。・・・これは後の話の伏線となる）前述の話からおわかりと思うが、この時同時に電磁波も発生しているのである。要は火花と電磁波は常に表裏一体なのである。その周波数が人間の可視領域であれば光として見えて、それ以外は俗に電波と呼ばれる、と言い換えても良いだろう。（随分不正確な表現ではあるが）

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地殻変動と電磁波の関係

電磁波捕捉の仕組み

VLF帯の受信

13,99KHzのVLF帯受信においてはその周波数に同調したアンテナ、同軸ケーブル、選択度を持たせたアンプ、 PICADC(PICデータロガー）によるデータ記録を行っている。アンテナとしては何れの周波数もイーサネットケーブルを素材に使用したループアンテナを使用している。周波数帯によって巻き数・同調用コンデンサの値が異なる。

ELF帯の受信

ELF波に関しては自宅の外周に８ターンのコイルを巻いて、前全長約270mのループアンテナとしている。現在PC内蔵のサウンドカードにより受信し、FFTにより周波数分離を行ってデータ化している。将来は専用のデータロガーを開発したいと考えている。

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