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電波って人体に何か影響はあるのですか?

nnn_taさん

2014/11/1400:08:15

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

2014/11/1420:28:01

電波が人間に聞こえないのは社会常識になっている。

しかし,電波の一種であるマイクロ波が音として聞こえる現象は
1960年代から米国コーネル大学アラン・フレイ教授,
米国ワシントン大学医学部アーサー・ガイ教授,
米国イリノイ大学シカゴ校ジェームズ・リン教授,
米国海軍に関連する軍事研究所などで研究されており,
日本にこの知見が伝わっていないのに過ぎない。


音,マイクロ波が聞こえるしくみ

音は耳から聞こえる。

耳は外耳,中耳,内耳に分かれているが,
音,即ち,空気の振動は外耳(外耳道),
中耳(鼓膜,耳小骨),内耳(蝸牛)と伝わっていく。

これに対して,マイクロ波は外耳,中耳を飛ばして,
内耳に伝わる。

もっとも,マイクロ波が直接,内耳に伝わるのでなく,
マイクロ波が頭部に照射されると,
マイクロ波が頭部を媒質とする振動に変換され,
この振動が内耳に伝わる。

マイクロ波が振動に変換するしくみ、
すなわち、音響波の発生は次のように説明されている。

マイクロ波パルス照射により,
マイクロ波が最初に照射された部分の組織内の水が
瞬間的に加熱され,温度が上昇する。

水の温度が上昇すると,水の体積が増える。

マイクロ波が照射された部分の水の体積が増加するので,
この体積増加が音響波として頭部組織中を伝わる。

頭部の側頭葉は内耳の近くなので,
振動が内耳にまで伝わるのに対して,
前頭葉,頭頂葉,後頭葉で発生した振動は
内耳まで伝わる前に減衰してしまう。

蝸牛より下流の経路については,
音が聞こえるしくみも
マイクロ波が聞こえるしくみも全く同じである。

内耳の蝸牛が振動を電気信号に変換し,
聴神経が電気信号を聴覚中枢に伝え,
聴覚中枢にて音を認識する。

1970年代から1980年代にかけて
マイクロ波が聞こえる生理機構が
解明された実験が報告されている。

マイクロ波が聞こえる条件

マイクロ波が聞こえる条件は、
マイクロ波の周波数,波形,域値,照射位置が因子となる。

1962年にFreyがマイクロ波の可聴を観察したときの
パラメーターを下記の表にまとめる。


周波数 パルス幅 繰返回数
GHz マイクロ秒 /秒

1.31 6 224
2.982 1 400
0.425 125 27
0.425 250 27
0.425 500 27
0.425 1000 27

周波数

まず周波数としては,周波数300MHzから3GHz,
波長10cmから1mの電波,
即ち,極超短波(UHF,ultra high frequency)が
マイクロ波聴覚効果を示す周波数帯の典型となる(文献3)。

聴覚を刺激する周波数の上限は9~10GHzである一方,
周波数の下限は2.4MHzとされている(文献4)。

波形

次に波形としては,矩形波であることが求められ,
特に矩形波の立ち上がりがシャープであり,
急激に電位が上昇することを要する(図1)。

矩形波の電波が使われることは珍しく,
レーダーが主な用途になる。

ところで,地上デジタルテレビ放送,
携帯電話,電子レンジに使われているマイクロ波の周波数は
可聴性を示す範囲となっているが,
これらのマイクロ波の波形は連続した正弦波であり
矩形波でないので聞こえないのである。

パルス幅

Freyの報告ではパルス幅が
1マイクロ秒~1000マイクロ秒となっているが(文献3),
1マイクロ秒より遥かに小さいパルス幅であっても,
域値を超えているときに聴覚を刺激する。

域値

第三点として域値があり,
通常の音であってもあまりにも
小さな音が聞こえないのと同様である。

Guyグループは,
個々のパルスのエネルギー密度が
聴覚刺激の域値であることを解明した。
例えば,周波数が2450MHzのとき,
40μJ/cm2が閾値となる(文献5)。

照射位置

最後の要因として,マイクロ波照射される部位としては,
側頭葉に照射されたときに聞こえる一方,
前頭葉,頭頂葉,後頭葉に照射されたときに聞こえない(文献2,3)。

これはマイクロ波が聞こえる生理機構と関連している。


参考文献
1) P. L. Stocklin, Hearing Device,
US Patent No 4858612, Aug 22, 1989
2) W. Tollesほか, Proc IRE 44:2A (1956).
3) A. H. Frey J. Appl. Physiol. 17(4), 689 (1962).
4) J. A. Elderほか, Bioelectromagnetics Supplement 6, S162(2003)
5) A. W. Guyほか,Ann. N. Y. Acad. Sci. 247, 194(1975).
6) K. R. Fosterほか,Science 185(4147), 256 (1974).
7) R. G. Olsenほか,IEEE Trans. Biomed. Eng. 30(5), 289 (1983).
8) C. Chouほか,J. Microwave Power 10(4) , 361(1975).
9) E. M. Taylorほか,Brain Res. 74 201(1974).

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