子供たちの中の電話といえば、最早スマートフォン。実家や学校などにある電話機を見たことはあっても、使い方は全くわからないそうです笑。ましてや公衆電話の存在は知っているのでしょうか(;^ω^)
そんな子供たちから学校の電話とかもそうだけど、スマホってどうやって電話しているの？と聞かれて、電波？え？そもそも有線の時も線があるだけで何で声が届いてるの？と頭にハテナだらけ。
私自身も学びながら、子供たちに説明をしてあげられるよう調べてみました。
電話のはじまりはいつ？誰が発明したの？
教科書などで有名なのは、スコットランド生まれのアレクサンダー・グラハム・ベルですよね。細かく述べるのであれば、ベルはアメリカで研究し実用的な電話機を発明し特許を取得した人です。
実はその前に電話の始まりを発明した人がいたのをご存じでしたか？
それがイタリア人の発明家、アントニオ・メウッチです。メウッチが電話機の試作品を発明した際に特許に必要な費用が足りずに仮特許にとどまります。数年はそれを維持したものの最終的に更新の費用を用意することができずに権利を失ってしまいました。
その後アメリカで電話機を研究し発明していたグラハム・ベルが、1876年にアメリカ特許商標庁に特許を出願し認められたということです。
そしてなんと、ベルが特許を申請した同じ年に2人電話機の特許を申請した人がいるんです。
1人目はアメリカの発明王として名高いトーマス・エジソン、そして2人目はイライシャ・グレイという方です。エジソンは書類に不備があったため認められず、イライシャ・グレイはなんとグラハム・ベルと当日に出願したものの、ベルより数時間遅れての申請だったため、先にベルの権利として認められたというわけです。
電話の仕組みってどうなってる？
先述したグラハム・ベルが電話機の特許を取得してから14年後、1890年（明治23年）に日本でも電話サービスが開始されました。最初は東京と横浜間のみの運用でしたが、この電信線架設工事に着手した10月23日が電信電話記念日となりました。
そんな今から130年以上前から今も、電話で会話するのに重要な役割を果たすのが「交換機」です。そもそも電話は、2つの電話機と電話線があれば成り立ちます。子供の頃、2つの紙コップの間に糸を張りおしゃべりした方も多いと思いますが、まさしくあの原理です。
糸電話で離れた相手の声が聞こえるのはなぜか？それは声の分子の性質によって引き起こされているんですね～。
声は空気中の分子が揺れることで伝わっています。つまり空気の波動が起こっている状態です。ただそれだけだと拡散されて遠くまでは聞こえません。糸電話の場合はその波動が繋がっている糸を通じて相手にピンポイントに届けることができているということです。
電話機では糸電話のように2つの電話機を直接つなぐ糸はありません。なので空気中の分子の揺れを電子化することで相手に声を届けているということですが、電子化ってそもそも何？ですよね。
声が電子化されているってどういうこと？
電話機は声を送る部分と声を受け取る部分とに分かれていますよね。声を送る部分は発した声を電子に変えて相手の電話機へ送り、そして声を受け取る部分はその電子化された声を戻して聞こえるという仕組みになっています。
実は声を送るところの中に、うすーい鉄板と電磁石がついた炭素の粒が入っているのです。それが声を発した時に振動して、その振動の強弱なども含め電子化して情報として伝えます。そして受け取る方にも同じものが入っていて、送られてきた情報を同じように変換し声として伝えているわけですね。
そして声が電子化され相手に届ける、重要な役割を担っているのが「電話交換機」です。この機械は電話局内に設置されていますが、電話線でそれらを繋げることで相手の電話にかけて通話をすることが可能です。
電話が普及された頃はこの交換機の役目を人がやっていたというから驚きですよね。
コードレスの電話はどうやって繋がっているの？
固定電話のコードレス電話機は電波を受信することによって通話が可能になります。親機があるタイプの子機（コードレス）だと話せる範囲は限られるものの、無線のため電話機から離れて話せるのはとても便利ですよね♪
そして今や主流になっている携帯電話ですが、こちらも同じく電波です。携帯電話も固定電話も声を電子に変化させて相手に聞こえる仕組みは同じですが、携帯電話から発された電波は近くの基地局へまず飛びます。この基地局は北海道から沖縄までにたくさんありますが、場所によっては基地局が近くになく電波が届かず通話ができないというパターンもあります。
携帯電話で番号をプッシュするとその情報が一番近い基地局に送られ、基地局がキャッチした後交換局へ繋がります。そして相手の基地局へその信号が送られかけたい相手との通話が可能になるということです。
順番につながってはいくものの自分の近くの基地局から相手の基地局までは光ファイバーでつながっており、基地局からは電波が発信されるのでこの流れも一瞬です。
まとめ
なんで電話って遠くの人とお話できるのか、ここまでのお話である程度のことはお子さんに説明もできるかと思います(‘ω’*)
我が家には一応固定電話も置いているためそことスマートフォンの違いを説明してみたり、はたまた糸電話を作って遊びの中で説明を挟むと楽しそうに学んでいました。糸電話は糸を増やせば通話できる人数も増えるので、どう繋げたらいいのか、糸の長さをかえたら声の伝わる速さは変わるのか？などなど、兄妹たちで意見を出し合いながらきゃっきゃとやっていました♪
電話の歴史はまだ浅いものの、その中でかなりの進化をとげてきています。
昔の電話ってこんな形だったんだよと写真を見せながらだったり、今はもう見かける方が少なくなった公衆電話が至る所にあったんだよーと探しながらお散歩するのもまた楽しいですね(^^)
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