リハビリに必要な物理学の知識〜電磁気について〜

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。

今回は電磁気についてお話しします。

電磁気学とは？

電磁気学とは、電気、磁気をそれぞれの現象に扱った物理学のことです。人の身体は電気を発信することによって筋肉を動かしますので、電場や磁場の影響を受けやすいです。また、滝に行ってマイナスイオンを浴びたり、ドライヤーからマイナスイオンが出るものがあったり、私たちの身近なものです。

静電力とは？

静電力とは、電荷が他の電荷に及ぼす影響のことで、同じ電荷は反発し、異なる電荷は引き合います。これは磁石のプラスとマイナスをイメージしていただくとわかりやすいと思います。正の電荷をプラス、負の電荷をマイナスとすると、プラス同士やマイナス同士は反発しますが、プラスとマイナスは引き合うということです。

地球も大きな磁石と言われていて、北をN、南をSと表記しますが、実際には北がS極、南がN極です。N極とS極は引き合うので、コンパスがN極を指している北側はS極、S極を指している南側はN極と言うわけです。

電場とは？

電場とは、電荷周囲に存在する空間の領域で、他の電荷がその領域に置かれた時に力を感じる領域のことを指します。簡潔に言うと、プラスの電荷とマイナスの電荷が影響する範囲のことです。電場の強度は、特定の点での電荷に働く力の大きさに等しくなります。

電流とは？

電流とは、電荷が一定の方向に移動する流れを指します。この電荷の移動は伝導体（例えば、金属ワイヤー）を通じて行われ、電力の伝達を可能にします。

脳から筋肉へ電気を流すことで筋肉が収縮し、その筋肉が収縮した結果を脳へ戻す、というように人の身体でも電気回路と似た仕組みがあります。

磁場とは？

磁場とは、電流が作り出す領域で、他の電流または磁性物質がその領域に置かれた時に力を感じる領域のことを指します。地球自体も磁場を持っており、これがコンパスの針を北に向けます。

電磁誘導とは？

電磁誘導とは、変化する磁場が電場または電流を生成する現象のことです。

電磁波とは？

電磁波とは、変化する電場が磁場を作り、その磁場自体がさらに電場を作るという相互作用によって形成される波のことです。光、X線、ガンマ線などは全て電磁波の例です。

臨床との関係性は？

ここまで難しい話が続きましたが、人の身体に関わってくる部分はいくつかあります。身体の中にある物質は、だいたいプラスかマイナスのどちらかに偏っています。身体の中の物質が分解して電解質にならなければ、それらを身体の中で運ぶことはできません。その電解質のプラスやマイナスの電気の差で身体は動いています。以前お話した電子伝達系も静電力が関わっています。

人の身体は電気を発生しているので、プラスが溜まっているところやマイナスが溜まっているところなどがあります。そういう状態で相手に触れると、例えばプラスが溜まっている手で相手に触れれば、その相手の触れられたところにはマイナスが溜まります。このように、少し触れるだけでもイオンの量に変化が生じてしまうので、力学的な刺激をそんなに入れなくても、触れるだけで電気的な刺激は入ってしまいます。なので、そういうことも意識して触れなければ、軽く触れているだけでも、ものすごい影響を起こしているかもしれないということです。