私たちの生活に欠かせない「周波数」

周波数のできること

音波、電磁波、光など、波の特性を持つものには、すべて特有の周波数というものがあります。周波数とは、一定時間に波の振動が起こる数のことで、この周波数というのは、「世界でもっとも精度よく作り出せる物理量」であると言われています。つまり、さまざまな周波数を基準として、時間や温度や距離など、いろいろなものの正確な測定ができるということです。大きな例で言うと、宇宙が膨張しているということも、「遠ざかるものから発する電磁波は周波数が低くなる」（ドップラー効果）という周波数の特徴を利用した観測で明らかになったことなのです。

私たちのまわりの周波数源

私たちの身近なところでは、多くの電子機器で、複数の回路を同期（作動を時間的に一致）させるなどするために、安定した周波数が必要になります。それには、水晶に電気を流すと振動するという特性を利用して開発された、「水晶振動子」と呼ばれる部品が使用されています。安定した周波数源となっている水晶振動子は、デジタルカメラやパソコン、携帯電話、自動車の電子制御、クォーツ時計や多くの家電製品などにも使われており、今や私たちの生活には欠かせないものとなっています。

周波数で時間を計る

また、日本の時間の基準となる日本標準時は、「原子発振器」という装置で計られる時間をもとにしています。原子発振器というのは、ある原子のまわりを回る電子にマイクロ波やレーザー光を当てたときに、電子に変化が生じるときの周波数を取り出す装置のことで、水晶振動子よりも高い精度の周波数を得ることができます。現在では、16桁の精度で周波数を作り出すことのできる原子発振器もあり、これを使った時計では、誤差が数億年に1秒となります。日本標準時は、世界の標準時間と同期していますが、例えば証券取引では、1秒以下のタイミングで取引の優先順位が決まることもあるので、国際間においても正確な時間測定は不可欠なのです。

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東京都立大学システムデザイン学部電子情報システム工学科准教授五箇繁善先生

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電気電子工学

メッセージ

どの分野に進むか、判断がつきかねているなら、いろいろなことに興味を持ち、自然現象でも電化製品でもいいので、それがどういう原理で動いているかを、一歩踏みこんで調べてみてください。例えば、電化製品は、電気電子の知識だけではなく、幅広い分野から得られた知識と技術が融合してできています。踏みこんで見ていくと、家電ひとつからもいろいろな分野が見えてきて、自分の興味の持てる分野が見つかると思います。それは洞察力を養うことにもつながり、きっとあなたの夢を実現する足がかりになるでしょう。

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