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電磁波と電磁界の違いは?

Q

電磁波と電磁界は違うのですか?

A

電磁波と電磁界は同じもののように考えられがちですが、性質の違うものです。

「電磁波」とは、レントゲン撮影などに用いられるエックス線等の「放射線」、太陽光線や赤外線などの「光」、テレビ・ラジオ・携帯電話等に利用されている「電波」、電力設備等から発生する「電磁界」などの総称です。

「電磁波」の性質はその周波数によって大きく異なります。電力設備等から発生する電磁波は、他の電磁波に比べて極めて低い周波数であることから、「電磁界」と呼ばれ、下記のように用途や性質が異なります。

[用途とその性質]

エックス線やガンマ線のような「放射線」は、医療等に利用されますが、周波数が3,000,000GHz(3千兆ヘルツ)以上と高く非常に大きなエネルギーを持っていることから、大量に浴びた場合、遺伝子を傷つける可能性があります。

太陽光や紫外線・赤外線などの「光」は、赤外線・可視光線・紫外線の順に周波数が高くなり、約3,000GHz(3兆ヘルツ)~約3,000,000GHz(3千兆ヘルツ)の領域です。「光」は、可視光線がおもに照明等の光学機器に使われ、紫外線が殺菌、赤外線が暖房・通信といった用途に適用されています。

通信に広く使われる「電波」とは、一般的に約3,000Hzの超長波(VLF)~約300GHz(3千億ヘルツ)のサブミリ波までの領域を意味します。「電波」の一種である「マイクロ波」は、約0.3GHz(3億ヘルツ)の極超短波(UHF)~約300GHz(3千億ヘルツ)のサブミリ波までの領域で、携帯電話やレーダ等に利用されます。また、出力の大きな「マイクロ波」は物を温める性質があることから、電子レンジ2.45GHz(24億5千万ヘルツ)に使われています。

これらの電磁波に比べて、送電線などの電力設備等から発生する電磁波は、周波数が50ヘルツ(Hz)と極めて低く、その波長は6,000kmにもおよび「波」として考える必要がないことから「電磁界」と称されています。「電磁界」は、エネルギーが非常に小さいため、遺伝子を傷つけたり物を温めたりする作用はありません。また、電磁波のように電界や磁界が互いに作用しながら遠くまで伝わるといった性質はなく、発生源から離れると急激に小さくなります。

【電磁波の種類と利用例】
種類 周波数
(Hz)
波長 利用例
電磁波

放射線

ガンマ線 3×1018 0.0000001mm 医療
エックス線 3×1016 0.00001mm 材料検査・エックス線写真

紫外線 3×1015 0.0001mm 殺菌灯
可視光線 3×1013 0.01mm 工学機器
赤外線 3×1012 0.1mm 赤外線ヒータ

電波

サブミリ波 マイクロ波 3×1011 1mm 光通信システム
ミリ波(EHF) 3×1010 1cm レーダ
センチ波(SHF) 3×109 10cm 電子レンジ、携帯電話
極超短波(UHF) 3×108 1m 警察・消防通信、テレビ通信
超短波(VHF) 30,000,000 10m FM放送、テレビ放送
短波(HF) 3,000,000 100m アマチュア無線
中波(MF) 300,000 1km AM放送
長波(LF) 30,000 10km 海上無線、IHクッキングヒーター加熱部
超長波(VLF) 3,000 100km 長距離通信
電磁界 超低周波(ELF) 50 6,000km 送配電線、家庭電化製品

周波数、波長は各種類における概数値を示す。

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