周波数と波長の関係を完全解明!反比例の理由と計算式をプロが解説
周波数と波長の関係を完全解明!反比例の理由と計算式をプロが解説の全貌を分かりやすくまとめてご紹介します。
波を扱う上で避けて通れないのが、「波長の違いが伝わり方にどんな変化をもたらすのか」という物理挙動の差です。そのカギを握るのが直進性と回折(かいせつ)の力学です。
1. 波長が長い波(低い周波数):驚異の「回折力」
波には「障害物のサイズに対して波長が同等以上に長い場合、障害物の背後に回り込む」という性質があります。これが回折です。
波長が数百メートルにおよぶAMラジオの電波は、巨大なビルや山岳地帯にぶつかっても背後へと回り込みます。また、携帯電話各社が獲得を競い合う「プラチナバンド(700M〜900MHz帯)」は、波長が約30〜40cmあるため、建物の隙間や室内の奥まった場所まで電波が回り込んで届くのです。
2. 波長が短い波(高い周波数):レーザーのような「直進性」
一方で、周波数が高くなり波長がミリ単位以下に縮むと、波は直進性を強め、障害物に当たると鏡のように跳ね返るか吸収されてしまいます。
5G 周波数帯 特徴においてミリ波(28GHz帯など)のエリア構築が難航している理由はここにあります。ミリ波の波長は約1cmしかありません。街路樹の葉や雨のしずく、人間の手でスマートフォンを覆うだけでも電波が遮られやすくなります。しかしその反面、波をピンポイントで照射するビームフォーミング技術との相性が抜群で、混雑したスタジアムなど特定エリアに超高速通信を届ける役割に特化しています。