電離層を利用した地震予知を可能にする為には、電波の伝搬形態を正確に知る必要がある。

巷間、電波は電離層と地表を反射しながら進むと考えられているが、地表から電離層へのの反射波は皆無である。

なぜならば、電波を飛ばす時には、アンテナの片方は地中に埋め込むので、地表に届いた電波は送信所のアース側に戻る。

長波、中波、短波帯までの電波の場合は、電離層に届いた電波は、電離層内を弧を描くように拡がり、次々と電波を空間に放射する。

特に、短波放送に使われる電波は、条件が整えば電離層内部で増幅作用が生じるので、地球の裏側から電波が届くケースもある。

その増幅の概略は、電波が電離層内部に進入し、電離層の中心部の高温で濃密な電子群で反射され、また空間に放射される現象が増幅作用になる。

これと同じ現象を真空管の増幅作用を例に考えてみたい。

所謂、三極管の増幅作用とはカソードＫからプレートＰに濃密で強力な電子の流れに、グリッドＧから小さな信号ｆが進入すると、ｆは大きな力を獲得し、Ｐに流れ込む。

※真空管内に発生する電子とは「電子のクローン」で、電離層の電子とは素粒子の電子である※

そのＰから反対に逆起電力が生み出され、真空管内に逆位相の信号が放射される。

これが同管内の負帰還ＮＦＢと言われるものであるが、このＮＦＢはタイムラグが無いので信号の混濁は生じず、自然に近い音質が得られる。

話を元に戻すと、送信所から放たれた電波ｆは電離層の「淡い電子集団」に入り込み、周囲の電子を振動させながら中心部「濃密な電子集団」へ向かう。

この作用が結果として増幅作用になり、最終到達点に衝突すると「濃い電子集団」から逆位相の振動波が放射される。

上記、真空管の逆起電力、電子の振動波の放射、どちらも原理は「力」の作用反作用の法則である。

この電離層の電波増幅作用が、夜間だけで成り立つのは、幅が広く熱成分の多い昼の電離層の場合は、途中で同期吸収されるからと推察される。

ここで波長の違いで、電波の運動状態が変わる理由を探る。

まず「場」である空間の特性が下地になり、その空間の特性に従う電離層を形成する電子の様態変化、その空間と電子に影響を及ぼす「電波の熱量」、これが電波の行き先を決める。

例えば、電子一個一個が貯留できる熱量が等しいと定義すれば、以下の現象が成り立つ。

熱量の多い電波が電離層に飛び込むと、多数の電子で対応しなければならないので、電波は外へ外へと膨らみながら流れ込む、反対に熱量の小さな電波であれば、電波は前に前にと進む。

そして電波は光と同じ性質であり、最短距離を進もうとするので結果として蛇行しながら前進する。

その時、空間は熱量が多ければ、熱の重さに反応して縮むので、電子もまた収縮する。

即ち熱量の大きな電波は、大きく蛇行に蛇行を重ねながら前に進むことになるので、大きな抵抗を生じる。

反対に熱量の少ない電波は、空間にも電子にも作用の程度が小さいので、生じる抵抗は極めて少ない。

つまり電離層の特性として、波長の長い電波は反射波が生まれる方向に、反対に波長の短い電波は透過する方向に振れる。

次稿では、この電波と電離層の性質を利用して地震予知の方法を考えたい。