時間領域から周波数領域へ その１

　アナログ信号そのものについては、波形の周期性というお話から考える。なかなかにはじめての方は、馴染めない考え方なのであるが、普通は誰でも経験しているものなのである。
　手首に手をちょっと強く押し当てると、ドックンドックンという拍動が伝わってくる。東から太陽が昇って、西に太陽が沈むのも、周期的な現象である。こういった信号が持つ周期性を考えていくことが、物理量を信号として扱う場合に、念頭においておかなければならないお話となる。
　気温の大雑把な周期性を考える場合、日が昇ると温度があがる。日が沈むと温度が下がる。この波形形状を基本として、北半球の場合は、夏になれば温度があがってきて、冬になれば温度が下がってくる。一日の変化と一年の変化が存在し、地球温暖化現象からすると、何年か経過するにつれて徐々に温度が上がってくるものと考えられている。

　このように物理現象は、複合的に重なる様々な要因によって変化していくが、ひとつひとつの要因に周期性があれば、実際の現象は周期信号の加算結果によって表現可能となる。この考え方から、”すべての物理現象には周期性が存在し、物理現象の解析は、周期性の解析によって検討することができる”という理論が生まれた。
　フーリエ変換というのは、この理論の数式化であり、物理現象を周期性から解析を試みるための手段です。私的には、別段として難しい話があるわけではないと思っているのですが、どうも数式を見るだけで嫌気がさす方々が多いのは事実である。”朝起きて、行動し、夜寝る”も行動の周期性だし、”夜起きて、行動し、朝寝る”も行動の周期性である。適当におきて、適当に寝るというのも不規則ながらも起きて寝るという状況が生じるという意味で、周期性を持つと判断される。

　追記
　この記事は、前に書いたような気がするのだけど、ちょこっと修正を加えて再録してみました。