物理・計測 の計算機一覧
密度・周波数・波長・電磁波など、物理・計測に役立つ計算機をまとめています。
3 件の計算機を掲載中
周波数・周期・波長・電磁波といった「物理・計測」の値は、単位の取り違えや桁のずれが起きやすい分野です。たとえば周波数はHz・kHz・MHz・GHzと桁が大きく動き、ひと桁間違えるだけで結果が大きく変わります。このページの計算機は、入力した値を複数の単位へ同時に換算し、変換ミスを防ぎながら結果を確認できるように作っています。
電子回路・基板設計・無線アンテナなど、実務に近い場面を想定しています。共振周波数から周期を求めたり、Wi-Fiや5Gの周波数から波長やアンテナ長を割り出したり、基板や媒質の中での波長・反射率を調べたり——いずれも公式は単純でも、媒質や速度の条件で答えが変わります。任意の速度・媒質を指定できる計算機も用意しています。
物理の計算は、関係式さえ分かれば複数の値のうち1つを逆算できるものが多くあります。周波数＝1÷周期、波長＝速度÷周波数といった基本式を内部で扱い、どちらの値からでも残りを求められる設計です。学習用の確認から、設計時の概算チェックまで幅広くお使いいただけます。
計算機一覧
こんな時はこの計算機
- LC共振やクロックの周波数から周期を求めたい→ 周期⇔周波数 変換計算機
- オーディオや商用電源の周期と周波数を換算したい→ 周期⇔周波数 変換計算機
- Wi-Fiや5Gの周波数から波長やアンテナ長を知りたい→ 周波数⇔波長 変換計算機
- 音波や水中での波長を任意の速度で計算したい→ 周波数⇔波長 変換計算機
- FR-4基板など媒質中の波長や反射率を調べたい→ 電磁波 媒質特性計算機
- シールド設計で表皮厚みや電力半減深度を求めたい→ 電磁波 媒質特性計算機
基礎知識・用語
- 周期と周波数（f＝1/T）
- 周波数fは1秒間に繰り返す回数（単位Hz）、周期Tは1回にかかる時間（単位秒）で、互いに逆数の関係f＝1/Tにあります。たとえば周波数1kHzなら周期は1ミリ秒です。回路のクロックや音の高さ、商用電源50/60Hzの議論で基本となる関係です。
- 波長と速度（v＝fλ）
- 波長λは波が1周期で進む距離で、速度v・周波数fと v＝fλ の関係があります。電磁波なら真空中で光速約30万km/s、音波なら空気中で約340m/sを使います。同じ周波数でも媒質の速度が変われば波長が変わる点が重要です。
- 電磁波の速度と媒質
- 電磁波は真空中で光速ですが、比誘電率の高い媒質中では速度が遅くなり波長も短くなります。基板（FR-4など）やケーブル内では実効的な速度が下がるため、アンテナや配線長の設計では媒質を考慮した波長で計算する必要があります。
- 表皮効果と表皮厚み（skin depth）
- 高周波の電流は導体の表面付近に集中して流れる現象を表皮効果といいます。電流密度が表面の約37%に減る深さを表皮厚みと呼び、周波数が高いほど薄くなります。シールド設計や高周波配線の損失を考える際の目安になります。
- 単位の接頭辞（k・M・G）
- 周波数や周期では、k（キロ＝10³）、M（メガ＝10⁶）、G（ギガ＝10⁹）などの接頭辞が頻繁に使われます。1GHz＝1000MHz＝100万kHzのように桁が大きく動くため、換算を誤ると結果が桁違いになります。同時換算表示で確認すると安全です。
よくある質問
Hz・kHz・MHz・GHzはどう換算しますか？
1kHz＝1000Hz、1MHz＝1000kHz＝100万Hz、1GHz＝1000MHzと、いずれも1000倍ずつ大きくなります。桁を一つ間違えるだけで結果が大きくずれるため、周期⇔周波数の計算機ではこれらの単位を同時に表示して取り違えを防げます。
周波数と周期はどちらを入力すればよいですか？
どちらでも構いません。周波数と周期は f＝1/T の逆数の関係なので、片方を入れればもう片方が自動で求まります。回路のクロックのように周波数が分かっている場合は周波数を、パルス幅のように時間が分かっている場合は周期を入力すると便利です。
同じ周波数でも波長が変わるのはなぜですか？
波長は速度÷周波数で決まるため、波の伝わる速度（媒質）が変われば波長も変わります。電磁波は真空・空気中では光速ですが、誘電体や水中では遅くなります。音波も空気・水・金属で速度が大きく異なるため、媒質に合った速度で計算します。
アンテナの長さはどう見積もればよいですか？
一般に基本となるのは波長の1/2や1/4の長さです。周波数から波長を求め、その何分の1かでおおよその寸法を見積もります。ただし実際の設計では短縮率や周囲の影響を考慮する必要があるため、計算機の値はあくまで概算の出発点として使ってください。
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※ 各計算機の結果は試算値です。最終判断は専門家にご相談ください。