DX化が進む中でそもそも知らないと怖いアナログの話です。電磁波の基礎

はじめに

私自身文系の人間という言い訳をしつつ逃げまくっていた物理ですが、現在の開発などをするにあたって高校生の物理をわかりやすく解説する本を買ったことを皮切りに、原子力などについても技術者や研究者と議論するような日々になってきています。

そんな中で、DX化といってもクラウドが安全な理由と、データが物理的に保護されているか否かと関連性に関して全くわからない若い方なども多い中で、デジタルフォレンジックなどセキュリティー、情報漏洩対策をしている身としてもそもそも知らないと危険なこととして電磁波の基礎をここに残しておこうと思います。

ITエンジニアやオンラインのセキュリティーを専門にされている方にとってはそもそものPC運用のインフラの部分（システム開発以前）の部分を見ていただく機会かと思います。

ということで以下より電磁波の基礎を

電磁波は、電場と磁場の振動が互いに影響しあいながら空間を伝播するエネルギーの一形態です。光やラジオ波、X線など様々な周波数と波長を持ち、性質や利用法が異なります。電磁波は「電離放射線」と「非電離放射線」に分類され、さらにそれぞれ細分化されます。

1. 基本概念

• 電場と磁場: 電磁波は電場と磁場の変動が相互作用しながら進行します。電場は電荷が存在する空間に発生し、磁場は電流が流れる空間で発生します​。

• 分類と性質: 電磁波は波長や周波数に基づいて、ラジオ波、マイクロ波、赤外線、可視光線、紫外線、X線、ガンマ線に分類されます。それぞれが持つエネルギーや用途が異なり、例えば、ラジオ波は通信に、X線は医療診断に利用されます​。

2. 電磁波の性質

• 波長と周波数: 波長は波が1回振動した際に進む距離を、周波数は1秒間に繰り返される波の数を指します。波長が短いほどエネルギーが高く、周波数が高くなる傾向があります。例えば、X線やガンマ線は短波長・高周波であり、エネルギーが高いです​。

• 干渉・回折・偏光・反射・屈折: 電磁波は様々な波動現象を示します。例えば、干渉は2つ以上の波が重なって強め合ったり弱め合ったりする現象で、偏光は波の振動方向が特定の方向に揃う現象です。これらの性質は、光学機器や無線通信において重要な役割を果たします​。

3. 実用例と影響

• 医療分野: X線やMRIなどの画像診断技術で、体内の状態を可視化するために利用されます​。

• 通信分野: 無線LANや携帯電話など、広く普及している周波数帯（2.4GHzや5GHz）を利用して通信を行います。これらの電磁波は、通信速度や通信距離に影響を与えます​。

4. 電磁波の影響と対策

• 人体への影響: 電磁波は、長時間・高強度で暴露されると健康に悪影響を与える可能性があります。例えば、電磁波過敏症や長時間のX線照射による健康被害のリスクが指摘されています​。

• 機器への影響: 電磁波は電子機器に誤動作や損傷を与えることがあります。これを防ぐために、電磁シールド技術やイミュニティ（電磁耐性）の強化が重要です​。

5. 防護対策

• 電磁シールド: 電磁波を遮断するためのシールド技術は、反射、吸収、多重反射などの原理に基づいています。これらを適切に活用することで、電子機器の誤作動を防ぎます​。

• 基準値と規制: 国際的な電磁波の安全基準が設定されており、これに基づいた対策を行うことが求められます​。

以上が、電磁波の定義と基本概念に関する要約です。電磁波は日常生活から医療、通信まで幅広い分野で利用されており、その性質や影響についての理解が重要です。

この理解を元に総合防災や防衛についても必要な対策をしていくことが非常に重要になります。

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