実験教材

Ⅳ　電波の性質を調べよう


実験の様子(遮蔽) 実験の様子（反射・干渉）

電波(電磁波）の送信機に携帯電話，受信器にＡＭラジオを使った電波(電磁波)の性質を調べる実験です。
携帯電話は，生徒の多くが関心をもち，簡単に手間を掛けずに性質を調べることができます。

目　的 携帯電話（送信機）とＡＭラジオ（受信器）を用いて電波の性質を調べる。
必要なもの 携帯電話（800MHzのものがよい），AMラジオ，厚紙（色紙）
アルミの板（2枚）
金網（すだれ状のもの），定規又はメジャー
　
★実験の前に，携帯電話は，送信又は受信の呼び出し中にし，AMラジオは電源を入れて低周波数に合わせ，携帯電話によるノイズが受信できる状態にしておく。
　なお，携帯電話の送受信はあらかじめ相手（着信）側と相談しておく。
　次の各実験を行い，ラジオから出るノイズの大きさの違いを聞いて，電波の伝わり方，性質を調べてみる
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 生徒用ワークシートはこちら

実験前予想 実験結果を予想し，この現象名・日常生活の中で起こる現象の例を考えて，ワークシートに記入をする。



実　験
１ 　携帯電話とラジオの間に板を立てる。（板の面が，携帯電話を向くように）厚紙，アルミの板を立ててみる。その他プラスチックの下敷き等でもやってみる。
※　アルミ板では電波は通らない→遮蔽　　　　　厚紙では通る。
２ 　実験1の板の所に金網（すだれ状）を置いたらどうなるか。また，面の向きはそのままでゆっくり回転させたらどうなるか。
※　電場（電界）の向きと金網の格子の向きが平行のとき，この格子に電場（電界）が吸収され，電波（電磁波）はラジオに到達しない。格子が直交の場合，吸収されずラジオに到達する。　→　偏り（横波であることの証拠）　
３ 　右写真のようにアルミ板①を立て，もう一枚のアルミの板②を図のように①の端に立てる。次に，②を①から遠ざけてみる。また，向きも変えてみたらどうなるか。　

※携帯電話とラジオの位置は，なるべくアルミ板①の端の方に置いた方がよい。
※　アルミ板①では遮蔽される（実験１より）が，②で反射された電波（電磁波）によりラジオは反応する。　→　反射
　
４ 携帯電話から見てラジオの後ろにアルミ板を立てる（板の面が，携帯電話を向くように）。次に，板をラジオから遠ざけていき，受信状態を調べる。
※　携帯電話から直接受ける電波（電磁波）とアルミ板で反射された電波（電磁波）が干渉し，定常波の状態で，腹の時，強く反応する。また，節の時，反応が最も弱い。
（発展問題） 実験４で，ノイズが強い位置の間隔，または，ノイズが弱い位置の間隔を測る。これより携帯電話の波長を求め，周波数を800MHz（機種よっては1.5GHz）として，電波の速さを計算してみる。
ただし，1 MHz＝106 Hz　　 1 GHz ＝109 Hz
（例）半波長18cmの時　→　波長＝18cm×2＝36cm＝0.36m
　速さ＝周波数×波長より　 速さ＝(800×10６)×0.36
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ＝2.88×108m/s　　　　←電波(電磁波）の速さ3.0×108m/s
★解説シート
　　　　　　　　　　　　　　



◇参考文献　　米村傳治郎監修　大沢幸子著　『米村傳治郎のおもしろ科学館』　　2002年　オーム社　pp.5 - 9