こんにちは、療法士活性化委員会の大塚です。
本日も物理についてお話ししていきたいと思います。
今回は波動についてお話しします。
波動とは？
波とは、媒質の振動が空間を伝播していく現象のことです。何かが振動して、それが伝わっていく現象と考えると良いでしょう。
力学的波動にはひもの振動、弦の振動、音の振動、地震の振動などがあり、電磁波は光の振動です。
波の種類とは？
波には横波と縦波があります。
横波は、ひも、弦、地震のS波、電磁波などです。縦波は、波に密と疎があるもので、具体的にはばねの振動、音波、地震のP波などです。縦波は実際に聞くことができますが、横波は聞こえません。電磁波などのように、聞こえないけれど実際に起きているものは絶対にあるわけです。なので、耳で聞いているものだけが身体に影響を及ぼしていると言うわけではないということを知っておくと良いと思います。
波を構成する要素とは？
波長（λ）は、波が一回振動する長さのことです。
周波数（f）は、１秒あたりの振動数（Hz）のことです。この周波数は情報の量でもあります、周波数が大きければ大きいほど、たくさんの情報がその波には詰まっているという意味になります。しかし、音波などは媒質が振動しています。振動しているということは摩擦が起きます。なので、周波数が大きければ大きいほどたくさんの情報が詰まっていますが、摩擦が沢山起きるので波が消えやすくなります。
ラジオで例えると、FMラジオとAMラジオでは、FMラジオの方が周波数は遥かに大きいです。FMラジオは、音質は良いですが、摩擦が多く波が消えやすいので遠くまで届けることができません。そのため、FMラジオは地域のラジオが多いです。反対にAMラジオは、FMラジオに比べると音質は良くありませんが、遠くまで届けることができるので、全国放送が多いです。
周期（T）は、波が一回振動するのにかかる時間のことで、T=1/fで求めることができます。
振幅（A）は、媒質の最大変位のことです。
波の移動速度（v）は、周波数（f）×波長（λ）で求めることができます。
ドップラー効果とは？
波の移動速度が医学に応用されているものとして、ドップラー効果があります。
ドップラー効果は、救急車が近づいてくるときの音と、離れていくときの音が異なって聞こえる現象がよく例に出されますが、医学では血流の測定に応用されています。血流を測定する装置を指につけると、高周波の音波（超音波）を流し、その戻ってきた位置がどれくらい移動しているかで、血流を測定することができます。
この方法を利用すると、音波を利用しているので非侵襲的に血管の狭窄や閉塞を測定することができるので、身体にとっては良い検査の方法になります。
また、超音波での検査も、超音波が振動し、その反射を利用して組織がどのような状態なのかを診ることができます。この方法も、非侵襲的に筋肉や筋膜の状態を評価することができますので、機会があれば診ていただけると面白いと思います。
今回は波動についてお伝えしました。波動というと目に見えにくいものなのでイメージがつきにくいと思いますが、かなり身体に影響している部分になりますので、ぜひ知っておいていただけると良いと思います。
まとめ
リハビリに必要な物理学について〜波動について〜
１． 波とは媒質の振動が空間を伝播していく現象のことで、横波と縦波がある。電磁波などの横波は音として聞こえないが実際に起きているものなので、耳で聞いているものだけが身体に影響を及ぼしているとは限らない。
２． 周波数（f）は、１秒あたりの振動数（Hz）のこと。周波数が大きければ大きいほど、たくさんの情報がその波には詰まっているが、その分摩擦が起きるため波が消えやすい。
３． 波の移動速度が医学に応用されているものとして、ドップラー効果がある。血流を測定する装置から高周波の音波（超音波）を流し、その戻ってきた位置がどれくらい移動しているかで、血流を測定することができる。
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