主婦と科学。 家庭科学総合研究所（カソウケン）ほぼ日出張所

研究レポート68 その２ 電磁波の特徴は？ ほぼにちわ、カソウケンの研究員Aです。 ５回シリーズでおおくりする予定の「電磁波の科学」。 今回は第２回の「電磁波の特徴は？」についてです！ 前回の「電磁波ってなーに？」のまとめは ・「電磁波＝キケン」という先入観を捨てよう ・電磁波の種類はいろいろ ・電磁波は電気と磁気の波が 　恋人同士のように寄り添って伝わるもの でした。 普通に生活している限り、電磁波については上の理解で 充分もいいところでしょう。 いえ、ひょっとしたらそんな知識もいらないかも。 でも 「電子レンジがなぜ温まるの？」とか 「携帯電話って身体に悪いの？」とか そのあたりの「ちょっと気になる」疑問に答えるためには もう少しだけ電磁波の「人となり」を 知っておいた方が便利。 そこで、今回はまだまだ謎めいた存在であろう 「電磁波」氏のプロフィールについて ご紹介してみることにしましょう。 キケンな電磁波もある？！ ええ、ありますとも。 とはいえ、あまり難しいことをいうつもりはありません！ 学生時代から「電磁気学」が鬼門だった研究員Aにとって 難しいことが言いたくても言えないという 情けない事情もあるのですが。うう。 というわけで、今回ご紹介する電磁波の特徴これ。 ・波長が短いほどエネルギーが大 ・エネルギーは距離の二乗に反比例 ああっ、これを見て読むのやめないでください！ たったの二つだけですから〜。 これさえわかれば、次回以降の話も 「なるほど」と納得できるはずですから、ねっ。 ‥‥というわけで、思いとどまって下さった方々、 ありがとうございます！ それでは電磁波の性質のひとつめ。 「波長が短いほどエネルギーが大」 から始めることにしましょう。 エネルギーと波長の関係は、ごくごく簡単。 　E=hν というとても単純かつステキな式からわかっちゃいます。 Eはエネルギーのこと、νは振動数を表します。 hはプランク定数と呼ばれる定数ですから、要するに 「エネルギーは振動数に比例する」 という意味。 で、振動数というのは一秒間に波が振動する回数のこと。 振動数は波長に反比例することがわかりますよね。 波長が短いほど、振動する回数は多くなりますから。 そこで上にある単純かつステキな式は 「エネルギーの大きさは波長に反比例する」 ということを表しているのです。 さて「電磁波＝キケン！」と決めつけることはできない、と 前回のレポートで書きました。 でも、中にはキケン！な電磁波もあります。 波長によって違うのです。 電磁波名 波長(m) エネルギー 被照射物への影響 γ線 10-12 1240000 核分裂・ガン治療・品種改良 X線 10-11 124000 診断・検査 紫外線 3×10-7 4.1 化学変化の誘発・殺菌 可視光線 5×10-7 2.5 写真 赤外線 10-4 0.012 表面加熱・暖房 マイクロ波 10-1 0.000012 内部加熱・レーダー 例えば、X線やγ（ガンマ）線などは エネルギーがとても大きい。 上の表でマイクロ波に比べるとけた違いに大きいことが よおおおくわかりますよね。 これらは分子構造を変えたりもするので 使用は十分な注意が必要！ 注）レントゲン写真に使われるX線の被爆量は微量なので 心配することもないでしょう。 （参考：東京大学保健センター・ レントゲン検査における被曝についてQ&A） だからこそ、このγ線やX線の エネルギー大の性質を利用して 品種改良や、ガン治療に使うことができるのです。 そして紫外線。 これもそこそこエネルギーが大きい部類に入ります。 だからこそ紫外線を浴びると皮膚が「日焼け」するという 化学変化が起きるわけですね。 （そして研究員Aにとって憎い「シミ」というおまけも ‥‥） 紫外線もこのエネルギー大という性質を利用して 「殺菌」の道具にすることもできる、というわけ。 いま、「人体に悪いのでは？」と騒がれている電磁波は 携帯電話や電子レンジなどに使われている領域のこと。 でも、単にエネルギーの大きさを比較するだけならば 私たちの目に色を届ける 「可視光」よりもずっとずっと小さい。 ネット上に溢れる「電磁波情報」を見ているだけでも 内容が混乱していることがわかります。 中には 「携帯電話に使われる周波数は 　紫外線に比べるとけた違いに大きい。 　だから人体の細胞を傷つける」 なんて書いてあるものも！！逆です逆。 紫外線の周波数のほうがけた違いに大きいのっ。 とにかく、まずおさえておくべき電磁波についての大前提は 「エネルギーは波長に反比例する」 ということなんです。 さて、もうひとつの電磁波の特徴についてです。 ・電磁波のエネルギーの大きさは 　距離の二乗に反比例する えーこれだけじゃさっぱりわかりません。 とりあえず、おおざっぱなグラフにしてみましょう。 電磁波が発生する源から距離と エネルギーの大きさの関係のグラフです。 A地点から3倍離れたB地点では、エネルギーは1/9に。 A地点から10倍離れたC地点、エネルギーは1/100に。 ‥‥というようになっています。 A地点とC地点、距離でいうとたいしたことありませんが エネルギー値でいうとかなり減少していますよね。 単に「距離に反比例して小さくなる」は 理解しやすいでしょう。 でも、数式に慣れた「理系」の人ならともかく 普通に生活しているぶんでは 意外と「二乗に反比例して小さくなる」は リアリティに乏しいかと思うんです。 「ちょっと距離が開くと、 　『思った以上に』 　エネルギーは小さくなるらしい」 くらいのイメージを持って頂けたら〜と思います。 そこで今回の結論です。 今 回 の レ ポ ー ト の ま と め 電磁波の大きな特徴ふたつ。 　・波長が小さいほど 　　エネルギーが大きい。 　・エネルギーの大きさは 　　距離の二乗に反比例する さて、電磁波の特徴だなんて お勉強じみた話になってしまいました。 それもこれも次回の「電磁波は本当にキケンか否か？」に 迫るために必要な道具でもあるからなのです。 ここまで読んで下さった方は 次回以降「我慢して読んだ甲斐があった」と 思ってくれる ‥‥はず？？ ご期待に応えられるように研究員Aも頑張ります。 （つづきます！） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 参考文献   『ファインマン物理学（２）』 　岩波書店　R.P.ファインマン著 『新版　電子レンジ「こつ」の科学』 　柴田書店　肥後温子著

2005-10-28-FRI

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