電話とメールが届く原理原則について

生活の身近なモノは、生活に欠かせないモノが多いです。

現在は、スマートフォンや携帯電話がイメージしやすいです。

電話をかけると、遠くにいる相手とその場で通話ができます。

そしてメールを送信すると、瞬時に相手に届きます。

当たり前に使用している端末（デバイスです）ですが、

自分宛に電話やメールが届くのかが不思議な問題です。

さらに日本は、日本人よりもスマホ数や携帯電話数の方が多いです。

電話とメールが届く原理原則について

電話とメールは、電波を活用して情報伝達するシステムです。

電波は、光の1種です（連続する波です）。

 

●波長…一波で進む距離を（谷から谷の長さです）。

●周波数…1秒間に波を打つ回数です（振動数です）。

●電波…周波数が低い電気エネルギーの波です。

スマートフォンや携帯電話で使用されている電波は、

10cm（センチメートルです）程度〜1m（メートルです）程度です。

周波数は、300MHz（メガヘルツです）程度〜3GHz（ギガヘルツです）程度です。

スマホと携帯電話の電波について

スマートフォンと携帯電話の電波は、限られています。

つまり、限られた電波をいかに効率的に運用する事が重要です。

そして波の性質は、周波数ごとに分解できます。

周波数の異なる電波を重ね合わせると、

受け手側で特定の周波数にだけ反応する事ができます。

 

具体例は、ラジオがあります。

ラジオは、周波数を合わせると音声が発生します。

周波数がずれる事で、ノイズが入って電波を上手く受信できません。

受け手側の設定変更すると、別の周波数を持つラジオ局の放送を受信できます。

 

スマホや携帯電話は、ユーザーによって周波数を変える事で混雑を回避しています。

つまり、自分専用の電波です。

しかし、ユーザーが増加する程、割り当てが難しくなります。

最終的に複数のユーザーで同じ周波数帯を利用します。

拡散符号（ユーザーごとに専用コードです）を決めてデータに乗せると、機能します。

建物と電波について

電波は、建物の中にいても届きます。

壁は、光が反射して壁の内側までは届きません。

光は、透明なモノに通過します。

しかし、電波は障害物があっても少しだけ通り抜ける事が可能です。

つまり、ガラスや紙などの電気を通しにくいモノは通り抜けれます。

逆に金属などの電気を通しやすいモノは反射します。

木造建築の家は透明、鉄筋コンクリートは半透明で電波が通ります。

しかし、アルミホイルは金属なので電波が通り抜けられないです。

 

波は、回折があります。

障害物にぶつかった時に回り込む性質です。

波長が長い程、回り込みやすいです。

1cmの波長がある電波の場合は、回り込めます。

つまり、波長と比較して大きいタイプか小さいタイプによって回り込めるかが決まります。

そして光の波長は、400nm（ナノメートルです）程度〜800nm程度です。

0.001mmよりも短い場合は、回り込む事ができません。

 

スマホや携帯電話の電波の波長は、回り込む事ができるモノが比較的多いです。

つまり、家の中や色々なモノが囲まれていても、電波は届けれる仕組みになっています。