メガヘルツからテラヘルツへ——100 万倍の隔たり
この換算がしていること
100 万で割る換算です。無線の周波数と、分子の振動が現れるあたりの周波数のあいだには、これだけの開きがあります。100 万メガヘルツがようやく 1 テラヘルツで、普通の無線の値は答えの側で 0 をいくつも伴います。この換算は、遠く離れた 2 つの世界が同じ尺度の上にあると確かめるためにあります。
無線の単位と分子の単位
メガヘルツは無線の単位で、アンテナと同調回路の世界です。テラヘルツは分子の単位で、回転と振動の世界です。同じ電磁波でありながら、扱う道具も測り方もまったく違います。片方の値を他方の単位に置き直すと、両者が地続きであることが見えてきます。
メガヘルツからテラヘルツへの換算表
無線の周波数からテラヘルツの入口までの値を並べ、隔たりの大きさを数字で示しました。
| メガヘルツ (MHz) | テラヘルツ (THz) |
|---|---|
| 1 | 0.000001 |
| 10 | 0.00001 |
| 88.5 | 0.0000885 |
| 100 | 0.0001 |
| 900 | 0.0009 |
| 2400 | 0.0024 |
経路が違っても答えは同じ
10 の冪を 2 つ渡る換算は、途中の単位を飛ばしているように見えますが、実際には 1000 倍を 2 回続けているだけです。遠回りにキロヘルツやギガヘルツを経由しても答えは同じで、途中で丸めさえしなければ 1 桁も失われません。経路が違っても結果が一致することが、この種の換算の正しさの確認になります。
指数の差だけを見る
指数だけを見れば十分です。メガヘルツは 10 の 6 乗、テラヘルツは 10 の 12 乗なので、指数の差は 6 です。つまり答えは必ず入力より 6 桁小さく、その規則だけで大小の見当がつきます。
よくある質問
1 テラヘルツは何メガヘルツですか？
100 万メガヘルツです。1000 倍が 2 段、メガヘルツからギガヘルツ、ギガヘルツからテラヘルツと進むので、倍率は 1000 の 2 乗になります。よって 1 THz は 1,000,000 MHz です。
無線の周波数がテラヘルツでは 0 だらけになるのはなぜですか？
テラヘルツが無線の周波数に比べて桁違いに大きいからです。100 MHz をテラヘルツで書けば 0.0001 で、先頭に 0 が並びます。値が消えているのではなく、単位が大きすぎて桁が下に移っているだけです。
この換算はどんな場面で使いますか？
測定器の仕様を読み替えるときです。無線の測定器の表示と、光学系の文献の値が同じ現象を指しているかを確かめるとき、両者を同じ単位にそろえる必要があります。
途中の単位を飛ばして換算しても正確ですか？
正確です。10 の冪の掛け算は結合法則に従うので、キロヘルツやギガヘルツを経由しても、直接 100 万で割っても同じ結果になります。丸めを途中で入れないかぎり差は出ません。
ミリメートル波という呼び方とも関係がありますか？
あります。同じ帯域が周波数と言葉を変えて呼ばれているだけで、30 GHz から 300 GHz あたりはミリメートル波、その上はテラヘルツとして扱われることが多くなります。境界は慣例によるもので、厳密な線ではありません。