磁石を用いた電磁波吸収体
https://yumenavi.info/lecture.aspx?GNKCD=g002890 【高度情報通信社会に必須！ 磁石を用いた電磁波吸収体】
日常生活を脅かすこともある「電磁干渉」
病院やバスの中で、「携帯電話の電源はお切りください」という注意書きを見かけることがあります。これは、携帯電話から出る電磁波が、ペースメーカーなどの医療機器の誤作動を招く恐れがあるからです。パソコンのそばにあるラジオから出るガーガーという雑音も、電磁波による障害の一つです。携帯電話やETC、レーダーなど、電子通信機器の増加にともない、この「電磁干渉」が社会的な問題となってきました。
「電磁波シールド材」と「電磁波吸収体」
以前、家庭内で電磁波を出す機器と言えばテレビやラジオ程度でしたが、パソコンや電子レンジなどの普及とともに一般家庭でも電磁干渉が増えています。例えば、電子レンジから出る電磁波の波長がパソコンの集積回路の回路長と近いため、電磁波の電界変化がパソコンの信号にぴたりと乗ってしまうことがあり、これによって誤作動が起きることがあります。このような電磁干渉を防ぐのに有効なのが、「電磁波シールド材」や「電磁波吸収体」です。
「電磁波シールド材」は金属のため、外からの電磁波により電子が動き、これによって反射波が出て内部への影響を防ぐものです。一方、「電磁波吸収体」は、入ってきた電磁波を熱に換え、反射波も透過波もなくすものです。パソコンなどの場合では、電磁波発生源が本体内部にもあるので、シールド材だと内部から出た電磁波がどこかに反射してほかの部分に影響を起こしますが、吸収体ではこのような影響がないので、主に用いられています。
吸収体の素材として注目される磁石
これまでの吸収体では、材料として磁性材料を用いる場合、スピネルフェライトなどが使われてきましたが、対応できる周波数には限界があるため、最近の高周波域では対応できなくなってきました。電磁波を吸収する周波数は、材料中の原子磁石を一方向に配列させる力に比例するので、この力が強い磁石は吸収体材料として有望です。そのため、フェライト磁石や希土類磁石を用いた新しい電磁波吸収体の開発が進められています。
https://www.neomag.jp/mag_navi/column/column019.html 【磁石がもつ磁気と電気との違いについて】 より
磁石が持つ磁気と、よく似ていると言われるのが電気です。しかし、ものを引きつける磁石と、ものを動かしたり部屋を照らしたりする電気では性質が違うようにも思えます。いったい磁気と電気はどこに共通点があり、どこが違うのでしょうか。解説します。
■磁気と電気の特徴
・磁気が持つ特徴
磁気と電気はそれぞれ全く異なるものです。しかし、お互いに作用し合うこともあり、切っても切り離せない関係にあります。まずは、磁気と電気が持つそれぞれの特徴を見てみましょう。まず、磁気は磁石が持つ力です。磁石にはN極とS極が存在します。異なる極同士は引きつけ合い、同じ極同士では必ず反発するようになっています。
また、1つの磁石にはN極とS極の両方が必ずあるのも特徴です。仮に1つの磁石を中央から半分に割った場合でも、N極とS極の両方を持つ磁石が２つ出来上がることになります。分子レベルまで小さくしたとしても、反対に地球レベルまで大きくしたとしてもこの性質はなくならず、サイズに関わらず磁石は必ず一方にN極、もう一方にS極を持ちます。
・電気がもつ特徴
一方、電気は「電子の流れ」によって生み出される力です。電気のことを電荷とも呼びます。物質のもとである原子には、実はこの電荷が密接に関わっているのです。原子は、中央に原子核があり、その周囲を電子が回るという構成でできています。原子核の中にある陽子は正の電荷を持っていて、原子核の周囲を回る電子は負の電荷を持っているのが特徴です。この電子の一部は自由電子といって、原子核の周りを動き回ることができます。この移動の際に、電子の量が偏って発生するのが電気です。
実は正負の電荷はそれぞれ磁気におけるN極とS極に相当し、磁気と同様、同じ電荷同士は反発し、違う電荷同士は引き合います。この作用を利用して、普段は電荷のない状態を保っていますが、摩擦など力が加えられると電子が移動してしまいます。すると、電子が多くなれば負に、電子が少なくなれば正に帯電するのです。
■両者は関係性が深い
・電流によって磁気は発生する
電気と磁気は似たような特徴を持っているだけでなく、お互いに密接に影響を及ぼします。その1つが、「電流の磁気作用」と呼ばれるものです。電流の磁気作用とは、導線に電流が流れる時、同時にその電流が流れている周囲に磁場が発生することを指します。
1820年に、エルステッドという科学者が実験を行っていた際、電流を流している最中に、近くの方位磁石が反応したことから発見されました。この報告は大きく世界を揺るがし、これをきっかけにコイルを使った電磁石や、永久磁石など、電気と磁気を合わせた発明が次々と誕生していくことになります。
・磁気はコイルによって電気を作ることが可能
電流によって磁気が発生するだけでなく、磁気によっても電気が発生します。例えば、コイルに磁石を近づけたり、遠ざけたりすると、コイルの両端において電気が発生します。磁石の周囲には磁力線がありますから、磁石をコイルに何度も近づけたり遠ざけたりすると、必然的にコイルの中を磁力線が通ることになります。コイルの中の磁場が磁力線の移動によって変化することで、電流が生まれるのです。
ちなみに、磁石あるいはコイルのどちらかを動かし続けなければ、磁場が変化しないので電気が流れません。このような磁気によって電気を作ることを電磁誘導と呼び、様々なところで利用されています。
・地磁気は電磁誘導が関係しているといわれる
方位磁石の原理としても知られているのが地磁気です。「地球は1つの大きな磁石」という話を耳にしたことがある人も多いことでしょう。地球が磁気を帯びるのは、地球の内部にあるマントルの、さらに中にある核に秘密があります。この核の中にはたくさんの金属が溶けており、地球の自転などによって絶えず動いているため、電磁誘導が起きるのです。このような理由から、地球そのものは磁気を帯びています。
・電磁波は電場と磁場によるもの
電磁波も、電気と磁気の関係によって生み出されているものです。電気が発生する場所には電場が、磁気が発生する場所には磁場が生まれます。そして、この電場と磁場を合わせたものを、電磁場と呼びます。
また、電場において電流が流れると、同時に磁場が生まれることになります。この時、電場と磁場に流れるエネルギーの変化によってできるのが電磁波です。電磁場において電気と磁気が変化していくと、それぞれが波のようにぶつかり合います。周波数が高くなるにつれてその力も強くなり、お互いの影響力を高めてさらに広がっていくのです。これが電磁波の正体になります。
■電気は分離できるが磁気はできない
磁気と電気について、最も大きな違いは、それぞれの極についてです。ご存じの通り電気には+と-があり、磁気にはN極とS極があります。そして、電気の場合は電気が+の陽子と－の電子でできていることから、+だけの電気、-だけの電気に分離することが可能です。しかし、一方で磁石のN極とS極は分子サイズになってもN極とS極を持つため、分離させることができません。
残念ながら、このようないわゆる「磁気単極子」あるいは「磁気モノポール」と呼ばれる存在は、探されてはいるものの、2018年時点でも全く発見できていないのが現状です。
・小さな磁石なら家にあるものでも遮断できる
家庭用のマグネットなど、小さな磁石であれば発する磁気もそれほど強いものではありません。そのため、家にある他のものを利用すれば簡単に磁気を遮断することができます。身近なところでは、お菓子の箱などがよいでしょう。例えば、ブリキの缶がおすすめです。このような磁性体でできた箱の中に磁石を入れて蓋をしめた後、箱の外から磁石にクリップなどを近づけると、磁力が遮断されるためくっつきません。
■まとめ
磁石も電気も、N極とS極、+と-に分かれており、同じものは反発し合い、違うものは引きつけ合うという性質を持っています。また、磁気によって電気が、電気によって磁気が生まれるという相互の関係も持っていることも特徴です。磁気と電気の最大の違いは、N極だけ、+だけというように分離できるか否かになります。よく似ている磁気と電気について、理解を深めていきましょう。
https://www.neomag.jp/mag_navi/column/column012.html 【磁石は人体にどのような影響を与えるのか】 より
磁石が持つ磁力は、あらゆるものに対して影響を与えます。それでは、人体にはどのような影響作用があるのでしょうか？磁力によるコリの緩和や痛みの軽減や健康効果は本当なのか気になる方もいるかもしれません。ここでは磁石が私たちの身体に与える影響について解説します。
■磁石の健康効果とは？
「磁石の力で血行を促進する」「磁力で肩こりを軽減する」とうたった治療器や健康グッズは市場に多く存在します。1970年代には、国内だけでなく海外でも一躍ブームとなりました。しかし、実際に磁石には健康効果があるのでしょうか？
・磁石を用いた治療器は存在する
磁石を用いて人工的に磁界を作り、磁力線を利用して患部の血行促進や痛み・コリを改善する治療器を「磁気治療器」と呼びます。こちらは薬局やドラッグストアなどでも購入できますが、日本においては薬事法によってきちんと管理されており、「管理医療機器」として区分されています。しかし製品認可のハードルはそこまで高くないため、製品の有効性に関してはメーカーに委ねられるといえるでしょう。
磁気治療器は、大きく分けてコイル状に交流電流を流して磁場を作るタイプと、永久磁石の静磁界を利用するタイプの2種類です。機器の形状はさまざまで、患部にあてて使用する製品やベッドに内蔵されているタイプがあります。またネックレスやブレスレットといった身につけられるアクセサリータイプもあるようです。
現在考えられているメカニズムの一説として、血液に磁界を加えると、フレミング左手の法則に従って血液中の正・負イオンはそれぞれ移動することで反対方向に偏ります。そこに電流が流れることで血液中の電解質がイオンとして解離し、増加します。イオンが増えることで自律神経の働きが良くなり、血流が促進されると考えられているようです。
・磁石は肩こりに効くのか？
磁気による治療器は多くありますが、磁石が持つ肩こりへの影響は実際のところ明らかになっておりません。磁石を使ってコリが良くなる論拠として、ヘモグロビン酸素放出説やコリンエステラーゼ抑制説などさまざまな説あります｡しかし、いずれも充分な実験データがないため科学的に確立されておらず、ハッキリ「この作用のためコリが改善する」と説明できるところまで到達していないことが現状です。
また医療機器であるMRIでは磁気治療器よりもはるかに強い磁力が発生しますが、身体的な影響はありません。ただ使用時間や環境など磁気治療器とは異なる点も多いため、一概にはいえないでしょう。
・詳しい効果はまだ未知数
磁気を利用した健康グッズは、人によって実感が異なります。「高い効果がある！」と思う人がいれば、「あまり効果を感じられなかった」と思う人もいます。効果の有無に関しては、コリの原因や自律神経の状態などさまざまな要因が複雑に関わってくるため、磁石のみの効果については一概にはいえません。
磁場は身体の奥まで効果が届くとされています。そのため、身体の表面に電流を流して筋肉を収縮させるスポーツ用器具よりも、高い効果があるのではないかとされています。しかし、こちらも明確な確証を得ていないため、磁石の詳しい効果はいまだに未知数なものが多いといえるでしょう。
■人によって影響を与えることがある
磁石の持つ磁力は、基本的には健康を害するほど人体に影響を与えることはありません。なかには血液中の鉄分が磁石に引き寄せられるのではと心配する人がいるかもしれません。しかし体内の鉄分と実際の鉄は、全くの別物なので実際に磁石に引き寄せられることはありません。しかし、場合によっては磁石の取り扱いに注意が必要な方もいます。
・ペースメーカーを使用している人は注意が必要
埋め込み型の電子医療器具であるペースメーカーは、日常生活でさまざまな影響を受ける可能性があります。強力な磁石は、その原因のひとつになる場合があります。そのため決して胸ポケットに磁石を入れたりペースメーカーに磁石を近づけたりしないようにしてください。正常な動作を妨げるため、場合によっては命の危険性もあります。また、磁気治療器の使用は避け、MRIなども医師の指示に従うようにしましょう。
・ネオジム磁石のメッキがアレルギーを起こす場合も
ネオジム磁石そのものではなく、磁石の表面に施されているメッキによって金属アレルギーを起こす可能性があります。特にニッケルは、耐食性に優れていて錆びにくく、硬度が高いため磁石のコーティングによく使用される傾向です。ニッケルメッキでアレルギーを起こすと、皮膚にかゆみや赤い斑点といった肌荒れが生じます。悪化すると水疱ができたり化膿したりするため、金属に敏感に反応するアレルギー方は、直接触らないように注意してください。
・取り扱い時は怪我に注意
磁石のなかでも特に超強力な磁力を持つネオジム磁石は、吸着する際に指や皮膚をはさむなどの怪我をするリスクがあります。また吸着時の衝撃で磁石が欠け、破片が飛び散ることもあるようです。その際は手袋や防護メガネを着用するなど、取り扱いに充分注意してください。また、飲み込んでしまうと命に関わる危険があるため、必ず子供の手の届かない場所に保管しましょう。
磁石には、少なからず人体に影響を与える力があると考えられています。程度の差はありますが安全に使用するためには、よく注意した上で使用することが望ましいです。
https://www.refresole.com/magnetandcopper/ 【磁気と血行のお話し】
人体に対する磁気の２つの作用
磁気は地球や磁石のまわりだけでなく、電流のまわりに発生します。電気が流れれば、磁気が発生します。
私たちの身体にも弱い電気が流れていますから、磁気が発生しています。
磁力を身体に浴びると2つの大きな作用があります。
１．血行の促進
２．自律神経を整える
１．血行を促進する
磁力は身体を貫いて、電磁誘導により新しい電気がおきます。血液中に電流が生じることで、血液中のイオンが増えることにより血行が促されます。
２．自律神経を整える
私たちの意識とは無関係に、24時間休みなく働きつづけているのが自律神経です。
自律神経には、昼間の活動時に優位になる交感神経と夜の休息時に優位となる副交感神経があり互いにバランスをとりながら働いています。
自律神経のバランスが崩れてしまい、交感神経に偏り過ぎると「イライラする」「怒りっぽくなる」「よく眠れない」「冷え性」の症状になったり、副交感神経に偏り過ぎると「やる気がでない」「うつっぽくなる」というような症状になります。
身体の全血管の99%は毛細血管です。毛細血管は収縮と拡張を繰り返すことで、すべての臓器に酸素や栄養
ホルモンを送り届けて、二酸化炭素と老廃物を回収しています。この血管の収縮と拡張の動きをコントロールをしているのが自律神経です。
磁気が欠乏している現代人
地球の核では鉄やニッケル等の金属流体が運動することがN極とS極の磁場をつくってるといわれています。
生体と磁気の関連の研究は、本格的に始まってまだ半世紀足らずですが、医学研究者たちの間では現代人の「磁気欠乏症候群」を警告しており、現代病である自律神経失調症や不定愁訴症候群などの原因の一つになっているのではあるまいかと言われております。
鉄筋・鉄骨コンクリートのビルで仕事をしマンションで生活し、電車やマイカーで通勤するという現代の生活は、地磁気が鉄に吸収されてしまって人体への作用が小さくなってしまいます。
地磁気はこの200年間で約10%減少しています。おいしい空気や水とともに、磁気は健康になくてならいもので現代人は自然環境からも人為的環境からもますます磁気不足に見舞われているのです。
－地心双極子(地球磁場を棒磁石と見なした磁力)の減少－
出典：気象庁地磁気観測所ホームページ
磁力は、水・大気・太陽と同じく生物が生存するため必須の要素
私達が住む地球は、約４６億年前に誕生した太陽系の惑星の一つです。太陽系には地球を含め、火星、水星、木星、金星、土星、天王星、海王星の８つの惑星があります。
今のところ、生物が存在していることが分かっている唯一の惑星が地球です。
今後、さらに技術が発展すると、他の惑星でも生物が発見される可能性は否定できませんが、なぜ地球だけに生物が存在しているのでしょうか？ おそらく多くの方は、地球の水、大気、太陽の存在を思いつかれたでしょう。
地球は地表の約７０％が海に覆われている水の惑星ですし、地上から約５００ｋｍにも及ぶ大気圏は有害な紫外線や電磁波を遮り、太陽の熱を生物にとって快適な気温に保ちます。
地表に近い部分には窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンなどで構成されている空気もあります。 また、太陽の光は植物の光合成を促して生態系を維持しているだけではなく、太陽の光を浴びると私達の体調は整えられ、体内ではビタミンＤという栄養素も作られます。 水、大気、太陽のどれもが、生物が生存し進化する為に無くてはならない大切な要素です。 ですが、この水、大気、太陽と同じくらい大切な要素でありながら、
もう一つ、とても身近な存在ながら見落としがちな要素があります。それは、磁気です。
地球が誕生した時から磁気は存在しており、地磁気と呼ばれる磁場が地球をスッポリと覆っています。 これは磁気圏と呼ばれ、地球を覆う大気圏のさらに外側を覆っているのですが、太陽から発する有害な太陽風や宇宙線が地上に降り注がないように、地球の生物や自然を守ってくれているのです。 太陽風は電子と陽子が分離してイオン化したプラズマ粒子のガスですが、約１００万度もの高温です。 太陽風は遠く離れた地球付近に到達した状態でも約１０万度もあり、当然このような高温に生物は耐えられません。 ですが、地球を取り巻く磁場圏は高熱の太陽風を跳ね返してくれるのです。
電磁波と磁石の人体への影響
現代はＯＡ機器、電子レンジ、携帯電話など、電磁気を応用した機器の普及に伴ってそれらの発する電磁波の影響についても話題になります。
身体に有害な電磁波は波長の長さにより、Ｘ線・γ線・マイクロ波は身体に有害な影響を与えることがわかっています。
永久磁石は静電磁界で周波数はありません。また、交流磁気は超低周波電磁界に属し、商用電力50Hz/60Hzを使っていますので身体に有害とされている高周波は発していません。