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電波って人体に何か影響はあるのですか?

vchkvckfcwvfcugfさん

2014/11/518:17:04

電波って人体に何か影響はあるのですか?

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patentcomさん

2014/11/520:50:03

イントロダクション

ラジオ、テレビ、携帯電話の電波が聴こえないのは
日常、経験することであり、
この経験則に基づいて、
全ての電波が聴こえないと一般化されています。

ここでラジオ、テレビ、携帯電波の電波は、
基本的には連続した正弦波であり、
この正弦波に音声信号、映像信号を乗せています。

マイクロ波の可聴

一方、マイクロ波はレーダーなどに使われているのですが、
一定の条件で人間に聴こえます。

マイクロ波は、波形が正弦波のとき、聴こえないのですが、
波形が矩形波のとき、聴こえます。

正弦波と矩形波では波形が全く異なり、
矩形波では電位が急激に増減するのに対して、
正弦波では電位が連続的に変化する。

マイクロ波が矩形波のとき、
マイクロ波パルスということもありますし、
パルス波形のマイクロ波ということもあります。

アラン・フレイの論文

マイクロ波が、どのような条件で人間に聴こえるかは、
実際にマイクロ波を人間に聞かせる実験がされています。

50年以上前に、米国コーネル大学
ゼネラル・エレクトリック先端電子センターのアラン・フレイ教授が、
マイクロ波パルスを人間の頭部に照射する実験を行っています。

この実験結果は、米国生理学会が発行している
応用生理学ジャーナル(Journal of Applied Physiology)に掲載されています。

具体的には、1962年の応用生理学ジャーナル、
17(4)689~692ページに
マイクロ波聴覚効果に関して、
「変調された電磁波エネルギーに対するヒト聴覚系の応答」
という論文があります。

例えば、1.31GHzのマイクロ波をパルス幅 6マイクロ秒で、
1秒に224回、パルスを繰り返すという条件で、
マイクロ波を頭部、側頭葉に照射すると聴こえています。

あるいは、2.982GHzのマイクロ波をパルス幅1マイクロ秒で、
1秒に400回、パルスを繰り返したとき、
音として聴こえています。

425MHzのマイクロ波の場合、
パルス幅が125マイクロ秒、250マイクロ秒、
500マイクロ秒、1000マイクロ秒のときに
音として聴こえています。

パルス幅というのは、マイクロ波を照射している時間であり、
1マイクロ秒のときには、100万分の1の時間だけ、
マイクロ波を照射しています。

頭部のどこにマイクロ波が照射されてよいというのでなく、
側頭葉に照射されると、聴こえます。

携帯電話をかけるとき、
電波が頭に照射されることになるのですが、
携帯電話をかけるときと同程度のエネルギーの電波であっても、
マイクロ波パルスは聴こえますね。




マイクロ波が聴こえるしくみ

(1)熱弾性波の発生

マイクロ波が聴こえるしくみは、
熱弾性波で説明されている。

マイクロ波が人間の頭部に照射されると、
脳組織が加熱されて、熱弾性波が発生して、
熱弾性波が内耳の蝸牛に伝わります。

下記の論文では、
水槽に入れた水に、マイクロ波を照射して、
熱弾性波が発生していることを水中マイクロホンで確認している。

Science 19 July 1974:
Vol. 185 no. 4147 pp. 256-258

"Microwave Hearing: Evidence for
Thermoacoustic Auditory Stimulation
by Pulsed Microwaves"
Kenneth R. Foster and Edward D. Finch

まず、マイクロ波の照射により、
マイクロ波が最初に照射された部分の水が加熱され、温度が上がる。

次に、水の温度上昇に伴って、水の体積が増える。

水の一部、即ち、マイクロ波が照射された部分だけ体積が増加するので、
この体積増加が波として水中を伝わっていくというのである。

水中を伝わる圧力波なので弾性波であり、
熱により弾性波が発生しているので、熱弾性波というのである。

(2)内耳の蝸牛

次に、マイクロ波聴覚効果では、
内耳の蝸牛が振動を電気信号に変換することを示した実験を紹介する。

耳は、外耳道が形成されている外耳と、
鼓膜などがある中耳と、
蝸牛と前庭がある内耳に分化しています。

蝸牛は渦巻きの形態をしており、
鼓膜から伝わった振動を電気信号に変換し、
この電気信号が内耳神経を伝達します。

耳小骨は側頭骨の内部空間(中耳腔)に位置している。

蝸牛はこの内部空間(中耳腔)と2つの蝸牛孔で接しており、
一方が振動の入り口であり、他方が振動の出口である。

振動の出口となる蝸牛孔が正円窓という。

918メガヘルツのマイクロ波パルスをモルモットに照射し、
内耳の蝸牛の正円窓にて50キロヘルツの振動が発生するとともに、
内耳神経に50マイクロボルトの電位を発生させています。

従って、マイクロ波聴覚効果でも、
通常の音の伝達と同様に内耳の蝸牛が振動を電気信号に変換している。

この実験結果は、下記の論文ですね。

「マイクロ波パルスにより発生する蝸牛のマイクロホン電位」

”Cochlear microphonics generated by microwave pulses”
Chou C, Galambos R, Guy AW, Lovely RH
The Journal of Microwave Power [1975, 10(4):361-7]

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