2023.11.30
なぜタイヤには溝があるの？ キャタピラーはなぜギザギザなの？
物のかたち図鑑 チャプター16 ～タイヤとキャタピラーのかたち～
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おうちの屋根についているテレビのアンテナ、下から見てもなんだかトゲトゲしていますよね。なぜ地デジアンテナはあんなにトゲトゲのかたちをしているのでしょうか。そこには、目には見えない電波にかかわる秘密があったのです……。
地デジ（UHF）アンテナ 写真提供／日本アンテナ
おうちのテレビは、電波塔（東京はスカイツリー）から送られてくる電波を、アンテナでキャッチしてアニメ番組やニュースを流しています。
アンテナが電波をつかまえて、電気信号に変え、テレビに送るから、わたしたちはテレビを見ることができるのですね。
アンテナが電波をつかまえて、電気信号に変え、テレビに送るから、わたしたちはテレビを見ることができるのですね。
アンテナが電波をキャッチするしくみ
電波をキャッチするのがアンテナの役目。だからアンテナのトゲトゲは、それぞれだいじな仕事をしています。
たくさんならんでいるみじかいトゲは、電波を引き寄せるはたらきをします。
みじかいトゲのうしろのちょっと長めの横ぼうが電波をキャッチするところ。ここで電波をつかまえ、信号に変えてテレビに送っています。
そして、いちばんうしろにある「くの字」についている６本のトゲが、とり逃がした電波を長めの横ぼうに向かって反射させる役目です。
トゲトゲアンテナは、電波を引き寄せて、反射させて、つかまえるためのかたちなのです。
たくさんならんでいるみじかいトゲは、電波を引き寄せるはたらきをします。
みじかいトゲのうしろのちょっと長めの横ぼうが電波をキャッチするところ。ここで電波をつかまえ、信号に変えてテレビに送っています。
そして、いちばんうしろにある「くの字」についている６本のトゲが、とり逃がした電波を長めの横ぼうに向かって反射させる役目です。
トゲトゲアンテナは、電波を引き寄せて、反射させて、つかまえるためのかたちなのです。
地デジアンテナのトゲの役目
テレビの電波をしっかりキャッチするためには、アンテナが電波の飛んでくる方向に正しく向いていなければなりません。
電波の受信はちょっと方向がずれても悪くなるので、こまかいトゲがあるアンテナのかたちは、正しく電波の飛んでくる方向を見つけるのにも適しています。
電波の受信はちょっと方向がずれても悪くなるので、こまかいトゲがあるアンテナのかたちは、正しく電波の飛んでくる方向を見つけるのにも適しています。
電波のかたちでトゲの長さが変わる
テレビの放送は2011年にアナログからデジタルに変わりました。デジタル放送のことは、ふだん地上波デジタルとか地デジとか呼んでいますね。
このとき電波も、それまでVHFだったものはUHFに変わりました。
このとき電波も、それまでVHFだったものはUHFに変わりました。
UHF電波とVHF電波
地デジのアンテナのかたちは、デジタル放送だからではなく、UHF電波を受信するためにトゲトゲしているのです。
なぜUHF電波をキャッチするにはトゲトゲがよいのか。その前に、地デジの前に使われていたVHFアンテナはどんなかたちをしていたか見てみましょう。
いまでもたくさんの家の屋根に残っていますから、きっと見たことがありますよね。
なぜUHF電波をキャッチするにはトゲトゲがよいのか。その前に、地デジの前に使われていたVHFアンテナはどんなかたちをしていたか見てみましょう。
いまでもたくさんの家の屋根に残っていますから、きっと見たことがありますよね。
アナログ放送時代に多かったVHFアンテナ 写真提供／日本アンテナ
こちらもトゲトゲですけど、トゲというより横のぼうと縦のぼうの組み合わせに見えますね。トゲとぼうの長さのちがいは、VHFとUHFの電波の波のかたちがちがうからです。
アナログ時代のVHF電波は、波のかたちが大きくてとおくまで飛んでいける電波。でも、地デジのUHF電波の波のかたちは、ちいさくてとおくまではいけません。
VHFアンテナのぼうが長いのは、電波のはばが大きいからで、地デジアンテナのトゲがみじかいのは、UHF電波のはばがちいさいからです。
アナログ時代のVHF電波は、波のかたちが大きくてとおくまで飛んでいける電波。でも、地デジのUHF電波の波のかたちは、ちいさくてとおくまではいけません。
VHFアンテナのぼうが長いのは、電波のはばが大きいからで、地デジアンテナのトゲがみじかいのは、UHF電波のはばがちいさいからです。
アナログアンテナとVHF電波 地デジアンテナとUHF電波
アンテナのかたちは、電波をうまくつかまえるために工夫してきた結果です。
電波をうまくつかまえるには、電波を引き寄せること、電波を逃がさないこと、電波のかたちにトゲの長さを合わせることがだいじ。それで地デジのUHFアンテナは、あのかたちになりました。
でも、電波をしっかりつかまえるためには、実はもうひとつ電波のかたちに合わせる必要があります。
電波をうまくつかまえるには、電波を引き寄せること、電波を逃がさないこと、電波のかたちにトゲの長さを合わせることがだいじ。それで地デジのUHFアンテナは、あのかたちになりました。
でも、電波をしっかりつかまえるためには、実はもうひとつ電波のかたちに合わせる必要があります。
電波には垂直方向の波と水平方向の波がある
電波は空中を飛んでいる目に見えない波ですが、電波には縦（垂直）方向の波と横（水平）方向の波があるって知っていましたか。実はちゃんとあるんです。
※電波が空間を伝わるときの波の向きのことを偏波といいます。地デジの電波には、縦方向の垂直偏波と横方向の水平偏波があります。
縦方向の波か横方向の波かは地域によって変わります。東京スカイツリーが発信する電波は横方向の送信方式ですが、送信所によっては縦方向の送信方式で発信しているところもあります。
アンテナを横にしたら縦の電波はキャッチできませんし、横の電波は縦にしたアンテナではキャッチできないのです。
だから、縦の電波はアンテナを縦にして、横の電波はアンテナを横にして屋根の上に立っています。
※電波が空間を伝わるときの波の向きのことを偏波といいます。地デジの電波には、縦方向の垂直偏波と横方向の水平偏波があります。
縦方向の波か横方向の波かは地域によって変わります。東京スカイツリーが発信する電波は横方向の送信方式ですが、送信所によっては縦方向の送信方式で発信しているところもあります。
アンテナを横にしたら縦の電波はキャッチできませんし、横の電波は縦にしたアンテナではキャッチできないのです。
だから、縦の電波はアンテナを縦にして、横の電波はアンテナを横にして屋根の上に立っています。
横の電波と横位置のアンテナ 縦の電波と縦位置のアンテナ
電波は地方によって、縦向きだったり横向きだったりします。だからアンテナも、地方によって縦もあれば横もあるのです。
旅行したときには、屋根の上のアンテナが縦か、横かを見るのもおもしろいかもしれませんね。
人の目には見えない電波ですが、アンテナのかたちから電波のかたちが見えてくるような気がしてきませんか。
旅行したときには、屋根の上のアンテナが縦か、横かを見るのもおもしろいかもしれませんね。
人の目には見えない電波ですが、アンテナのかたちから電波のかたちが見えてくるような気がしてきませんか。
謎のこたえ トゲトゲが電波をキャッチしやすいかたちだから)
『物のかたち図鑑』の書籍を発売します！
連載中『物のかたち図鑑』の本を2023年11月２日（木）に発売することになりました！
公開中の「マンホールはなぜ丸いのか？」「ヨットの帆はなぜ三角なのか？」などのほか、新しいかたちの謎も加わり、大ボリュームの内容になっています。大手企業のご協力も得て、写真、図版も満載！ 大人も子どもも楽しめる一冊です。お楽しみに！
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