電磁波のソースを表示

[[ファイル:Onde_electromagnetique.svg|サムネイル|350x350ピクセル|空間を伝わる電磁波。x軸は電場の振動方向、y軸は磁場の振動方向、z軸は電磁波の進行方向を表す。電磁波は、電場から磁場のほうへ[[右ねじ]]を回したときに、右ねじが進む向きに伝播する。図に示されるように、電磁波は[[横波]]である。]]
'''電磁波'''（でんじは、{{Lang-en-short|electromagnetic wave}}）は、[[電場]]と[[磁場]]の変化を伝搬する[[波動]]である。電磁波は波と粒子の性質を併せ持ち、[[光散乱|散乱]]や[[屈折]]、[[反射 (物理学)|反射]]、また[[回折]]や[[干渉_(物理学)|干渉]]など、[[波長]]によって様々な波としての性質を示す一方で、[[微視的]]には粒子として個数を数えることができる。電磁波の[[量子]]は[[光子]]である。'''電磁放射'''（{{Lang-en-short|[[:en:Electromagnetic_radiation|electromagnetic radiation]]}}）とも呼ばれる。

日常生活で知られる[[光]]や[[電波]]などは電磁波の一種である（詳細は「種類」の項目を参照のこと）。

== 理論 ==
電磁波を説明する理論は、歴史的経緯や議論の側面によって[[光学]]、[[電磁気学]]、[[量子力学]]において統合的かつ整合的に扱われる。

電磁波は、その一種である[[光]]、特に[[可視光線]]について古くから研究されてきた。光の性質を研究する学問は、'''光学'''と呼ばれている。

光学とは別に、[[静電気]]（[[摩擦帯電|摩擦電気]]）や、[[磁石]]の[[磁力]]などの研究において、[[電場]]（電界）と[[磁場]]（磁界）という二つの[[場]]によって物理現象を記述することが試みられた。この学問を'''電磁気学'''といい、伝搬する[[電磁場]]の振動として電磁波の存在が知られるようになった。

'''量子力学'''は、古典的な電磁気学に反する現象が知られるようになり、電磁気学を修正する試みの中で構築された。これに伴い、電磁波の理論も量子力学、特に[[場の量子論]]（単に'''場の理論'''とも）によって記述されることになった。たとえば、[[自然放出]]や[[誘導放出]]などの電磁波の放出現象などは、量子力学的な[[粒子]]と場の[[相互作用]]によって説明される。

=== 光学 ===
波を伝える[[伝送路|媒体]]（[[媒質]]）が存在しない[[真空]]中でも電磁波は伝わる。電場と磁場の振動方向は互いに[[垂直]]に交わり、電磁波の進行方向もまた電磁場の振動方向に[[直交]]する。つまり、電磁波は[[縦波と横波|横波]]である。基本的に電磁波は[[空間]]中を直進するが、物質が存在する空間では、[[吸光|吸収]]、[[屈折]]、[[光散乱|散乱]]、[[回折]]、[[干渉_(物理学)|干渉]]、[[反射 (物理学)|反射]]などの現象が起こる。また、[[重力場]]などの空間の歪みによって進行方向が曲がる（歪んだ空間に沿って直進する）。

'''媒質中を伝播する電磁波'''の速度は、真空中の光速度を物質の[[屈折率]]で割った速度になる。例えば、屈折率が 2.417 の[[ダイヤモンド]]の中を伝播する可視光の速度は、真空中の光速度の約 41&nbsp;% に低下する。ところで、電磁波が異なる屈折率の物質が接している境界を伝播するとき、その伝播速度が変化することによって[[屈折]]が起こる。これを利用したものに[[レンズ]]があり、[[メガネ]]や[[カメラ]]、[[天体望遠鏡]]などに使われ、[[電子回路]]の複写などにも利用されている。
なお屈折率は電磁波の波長によって異なるため、屈折する角度も波長に依存する。これを[[分散 (光学)|分散]]と呼ぶ。[[虹]]が七色に見えるのは、[[太陽光]]が[[霧]]などの微小な水滴を通るとき、分散があるために、波長が長い赤色光と波長の短い紫色光が異なる角度に屈折するためである。

電磁波は、特にその[[波長]]によって物体との相互作用が異なる。そこで、波長帯ごとに電磁波は違う呼び方をされることがある。すなわち、波長の長い方から、[[電波]]、[[赤外線]]、[[可視光線]]、[[紫外線]]、[[X線]]（あるいは[[ガンマ線]]）などと呼ばれる。我々の目で見えるのは可視光線のみだが、その範囲（波長 0.4&ndash;0.7&nbsp;[[マイクロメートル|&mu;m]]）は電磁波の中でも極めて狭い。可視光線の中では[[単色光]]の場合、[[赤]]、[[黄色|黄]]、[[緑]]、[[青]]、[[紫]]の順に波長が短くなる。そのため、ある基準よりも波長の長い電磁波を「赤い」、波長の短い電磁波を「青い」と表現することがある。

前述の通り、[[真空]]中では電磁波の速さは一定であるため、波長の長い電磁波は振動数が小さく、波長の短い電磁波は振動数が大きい。

電磁波には[[線型方程式#重ね合わせの原理|重ね合わせの原理]]が成り立ち、電磁波は[[線型性]]を持つことが知られる。線型性によって、電磁波を[[平面波]]、すなわち特定の振動方向と進行方向を持つ波の重ね合わせとして表現することができる。平面波はまた、同じ方向へ進む[[正弦波]]を用いて分解することができる。各々の正弦波は、[[波長]]、[[振幅]]、[[波数#波数ベクトル|伝播方向]]、[[偏光]]、[[位相]]によって特徴付けられる。

ある電磁波を多くの正弦波の重ね合わせとみなしたとき、波長ごと、あるいは振動数ごとの成分の大きさの分布を[[スペクトル]]という。
例えば、理想的な[[白色光]]はすべての波長成分が一様に含まれている。逆に単色光は一つの波長成分だけを持つ。

=== 電磁気学 ===
[[1864年]]に[[ジェームズ・クラーク・マクスウェル]]は、それまでに明らかにされていた、
# [[ファラデーの電磁誘導の法則]]
# [[アンペールの法則|アンペール＝マクスウェルの法則]]
# [[電場]]に関する[[ガウスの法則]]
# [[磁場]]に関する[[ガウスの法則 (磁場)|ガウスの法則]]
という[[電磁場]]に関する四つの法則を統合することによって、'''[[マクスウェルの方程式]]'''を完成させた。これは[[電磁気学]]の基本原理である。電磁波は振動する電磁場であるため、マクスウェルの方程式によって電磁波も記述することができる。

マクスウェルの方程式は、[[電荷]]も[[電流]]もない空間では電場に対する[[波動方程式]]と磁場に対する波動方程式に帰着する。電磁場が波動方程式によって記述されるということは、電荷の運動に起因する電磁場の振動が波として空間を伝わるということである。マクスウェルの理論によって予想されたこの電磁波の存在は、[[1888年]]に[[ハインリヒ・ヘルツ]]による実験で確認された。

また波動方程式から得られる'''真空中を伝播する電磁波'''の速さは一定である。そのため、[[相対性原理]]を仮定するならば、どのような[[慣性系]]についても、すなわち観測者がどのような方向と速度で動いていたとしても、観測される電磁波の速さは不変である。これを[[光速度不変の原理]]という。
その速さは[[光速|真空中の光速]]に等しく {{val|299792458|u=m/s}}（約 30万 km/s）である。光速度が不変であることは、有名な[[マイケルソン・モーリーの実験]]をはじめとして様々な実験により確かめられている。この'''真空中の光速'''は最も重要な[[物理定数]]の一つである。光速度不変の原理から、光速を用いて[[長さ]]と[[時間]]の[[単位]]を定義することができる（[[メートル]]、[[秒]]の定義を参照）。

波動方程式の[[解]]として、電磁場が[[時間]]の[[関数 (数学)|関数]]と[[空間]]の関数の積で表されるような[[変数分離#偏微分方程式|変数分離形]]のものを仮定すると、電磁場は[[調和振動子]]として記述されることが分かる。波動方程式の[[線型性]]から、このような変数分離形の解の[[線形結合]]もまた波動方程式を満たす解となるため、一般に電磁場は独立な調和振動子の集まりであると見なせる。

==== 電場および磁場の波動方程式の導出 ====
電場の波動方程式は、電磁誘導則の式について両辺の回転を取り：

<math>\nabla \times (\nabla \times \vec{E}) = -\nabla\times\frac{\partial\vec{B}}{\partial t}</math>

さらに電荷0および電流０の条件を加えることで導出可能である（誘電率や透磁率を変化させることで事実上同じ式に行き着く場合もあり、そのような場合には定数を異なる値にすることで同様に議論できる）。

前式の左辺は

<math>\nabla \times (\nabla \times \vec{E}) =\nabla(\nabla\cdot\vec{E})-\nabla^{2}\vec{E}</math>

と変形できる。さらに電荷0すなわち <math>\nabla\cdot\vec{E}=0</math> であるため <math>-\nabla^{2}\vec{E}</math> が残る。

いっぽう、最初の式の右辺については、

<math>-\nabla\times\frac{\partial\vec{B}}{\partial t}=-\frac{\partial}{\partial t}(\nabla\times\vec{B})=-\frac{\partial}{\partial t}(\mu_{0}\vec{j}+\frac{1}{c^{2}}\frac{\partial}{\partial t}\vec{E})</math>

のように変形可能で、電流0すなわち <math>\vec{j}=0</math> により <math>-\frac{1}{c^{2}}\frac{\partial^{2}}{\partial t^{2}}\vec{E}</math> が残る。

これらをまとめることで電場の波動方程式、

<math>\left(\frac{1}{c^{2}}\frac{\partial^{2}}{\partial t^{2}}-\nabla^{2}\right)\vec{E}=0</math>

が得られる（磁場に対しても同様の式が導出可能である）。

このような波動方程式の解は一般的に

<math>\vec{E}(\vec{x},t)=\int d\vec{k} \vec{\tilde{E}}(\vec{k})e^{i(\omega t-\vec{k}\cdot\vec{x})}</math>

のように構成される。

波数ベクトルを固定した各々の成分だけ考えれば、どれだけ遠方に伝播しようが全く減衰しないし、逆に強くなることもないことがわかる。また、この構成によって「調和振動子の集まりである」と言える。

==== 電磁波の発生機構 ====
電磁波は上述の議論により、物質がない場所では伝播はするが、もともと振動がない場合には発生しない。つまり、物質との相互作用として電荷や電流を組み込むことで電磁波が発生する。電磁波の発生機構を議論する場合、ポテンシャル形式の方が見通しが立ちやすいため、ベクトルポテンシャルとスカラーポテンシャルを用いて4元形式で議論することが一般的である。4元形式で議論した場合、マクスウェル方程式はローレンツゲージを適用することで

<math>\left(\frac{1}{c^{2}}\frac{\partial^{2}}{\partial t^{2}}-\nabla^{2}\right) A^{\mu} = j^{\mu}</math>

が得られ、これに対する解として遅延グリーン関数を用いて解くことができる。しかし実際上はそれは難しいため、電荷・電流について多極展開することで多極モーメントからの放射を見たり、点電荷を加速度運動させる場合を考えて[[制動放射]]を計算する。

=== 量子力学 ===
電磁場は調和振動子の集まりである。従って調和振動子を[[量子力学]]的に扱い、[[正準交換関係]]によって[[不確定性原理|不確定性]]を導入すると、電磁場を[[正準量子化|量子化]]することができる。
調和振動子の持つ[[エネルギー]]は、不確定性によって量子化し、エネルギー量子 ''h''&nu; の整数倍で表される飛び飛びの値だけを持つ。ここで &nu; は調和振動子の[[振動数]]であり、''h'' = {{val|6.62607015|e=-34|u=J.s}} は[[プランク定数]]である。プランク定数 ''h'' は、[[マックス・プランク]]による[[黒体|黒体輻射]]の研究から導入され、[[1900年]]の[[プランクの法則]]に関する論文の中で与えられた<ref>Max Planck, ''Zur Theorie des Gesetzes der Energieverteilung im Normalspektrum'', Deutschen Physikalischen Gesellschaft Verhandlungen '''2''', 1900, pp. 237–245. [http://www.christoph.mettenheim.de/planck-energieverteilung.pdf pdf].</ref><ref>Max Planck, ''On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum'' , Annalen der Physik, volume '''309''', issue 3, pp. 553-563, 1901. [http://people.isy.liu.se/jalar/kurser/QF/references/Planck1901.pdf pdf]. ''Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Norrnalspectrum'' の英訳版。</ref>。

黒体輻射の振動数ごとのエネルギー分布を与えるプランクの公式は、'''ヴィーンの公式'''（[[ヴィーンの放射法則]]および[[ウィーンの変位則|ヴィーンの変位則]]参照）を手がかりにして、はじめは経験的に求められた。プランクの公式から導かれる帰結として、プランクは'''エネルギー量子仮説'''を提唱した。その理論的な根拠は、[[1905年]]に発表された[[アルベルト・アインシュタイン]]の[[光子#歴史的発展|光量子仮説]]によって与えられた<ref>Albert Einstein, ''Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heurischen Gesichtspunkt'' , Annalen der Physik Band '''17''', pp. 132–148. [http://www.zbp.univie.ac.at/dokumente/einstein1.pdf pdf].</ref><ref>A. B. Arons and M. B. Peppard (Translators), Albert Einstein (Author), ''Concerning an Heuristic Point of View Toward the Emission and Transformation of Light'' , American Journal of Physics, volume '''33''', number 5, pp. 367-374, May 1965. [http://www.informationphilosopher.com/solutions/scientists/einstein/AJP_1905_photon.pdf pdf]. 1905年の光量子仮説に関する論文の英訳版。</ref>。

電磁場の持つ[[エネルギー・運動量密度|エネルギー密度]]は、マクスウェルの方程式から真空中では、電場の大きさと磁場の大きさの二乗和に[[比例]]する。
従って、電磁波のエネルギー密度は電磁波の振幅の二乗に比例する。
一方でアインシュタインの光量子仮説によれば、光子一つが持つエネルギーはエネルギー量子''h''&nu; に等しい。電磁場のエネルギーはエネルギー量子 ''h''&nu; の整数倍として表されるため、光子の総数は電磁場のエネルギーに比例する。
そのため、電磁場の振幅はその振動数の[[平方根]]に比例し、また光子の個数密度の平方根にも比例する。

== 種類 ==
{{see also|周波数の比較|電波の周波数による分類}}
[[ファイル:Spectre.svg|thumb|電磁波は[[波長]]によって呼び名・用途が異なる。]]
電磁波は波長によって様々な分類がされており、波長の長い方から[[電波]]・[[光]]・[[X線]]・[[ガンマ線]]などと呼ばれる。

;電波
:波長が 100 [[マイクロメートル|&mu;m]] 以上（周波数が 3 [[テラヘルツ|THz]] 以下）の電磁波すべてを指し、さらに波長域によって[[低周波]]・[[超長波]]・[[長波]]・[[中波]]・[[短波]]・[[超短波]]・[[マイクロ波]]と細分化される。
;光
:波長が 1 [[ミリメートル|mm]] から 2 [[ナノメートル|nm]] 程度のものを指し、波長域によって[[赤外線]]・[[可視光線]]・[[紫外線]]に分けられている。
;X線、ガンマ線
:元々はX線は電子励起（及び制動放射等の電子由来の機構）から発生する電磁波、ガンマ線は核内励起から発生する電磁波というように発生機構によって区分けされているものであるが、大雑把に波長が 10&nbsp;nm 以下のものをX線、さらに短い 10&nbsp;[[ピコメートル|pm]] 以下のものをガンマ線と呼ぶことも多い。はるかに短くなると、波長ではなく光子エネルギーで表すことが多く、人間が生成できる最大が1&nbsp;GeVオーダー、観測上最大がガンマ線バーストによる1兆eVと言われる。

:{| class="wikitable" style="text-align:right"
|+波長による電磁波の分類<ref group="注">数値 A の前に付く[[不等号]] "&lt; A" は「A より小さい」、"&gt; A" は「A より大きい」領域を表す。
また "A&ndash;B" と[[ダッシュ_(記号)|ダッシュ]]の両辺に数値 A, B がある場合、「A から B の間」の領域を表す。
10<sup>''n''</sup> は 10 の ''n'' 乗を表す。たとえば 10<sup>3</sup> は 10 × 10 × 10 = 1000 と同じ数であり、10<sup>−3</sup> は <sup>1</sup>/<sub>10</sub> × <sup>1</sup>/<sub>10</sub> × <sup>1</sup>/<sub>10</sub> = <sup>1</sup>/<sub>1000</sub> = 0.001 と同じ数である。</ref>
! 分類 !! 波長/nm !! 周波数（振動数）/THz !! 光子のエネルギー/[[電子ボルト|eV]]<ref group="注">1 eV はおおよそ 1.6 × 10<sup>−19</sup> J に相当する。したがってプランク定数を eV/THz 単位で表せばおよそ ''h'' = 4.1 × 10<sup>−3</sup> eV/THz である。たとえば振動数 3000 THz（波長約 100 nm）の光子のエネルギーは 3000 × 4.1 × 10<sup>−3</sup> eV = 12.3 eV となる。これは[[ボーアの原子模型#イオン化エネルギー|水素原子の第一イオン化エネルギー]] 13.6 eV と同程度の大きさである。</ref>
|-
! [[ガンマ線]]
|  &lt; 0.01 
|| &gt; 3 × 10<sup>7</sup> 
|| &gt; 1 × 10<sup>5</sup>
|-
! [[X線]]
| 0.01 &ndash; 10
|| 3 × 10<sup>7</sup> &ndash; 3 × 10<sup>4</sup> 
|| 1 × 10<sup>5</sup> &ndash; 100
|-
! [[紫外線]]
| 10 &ndash; 380
|| 3 × 10<sup>4</sup> &ndash; 800 
|| 100 &ndash; 3
|-
! [[可視光線]]
| 380 &ndash; 760 
|| 800 &ndash; 400
|| 3 &ndash; 1.6
|-
! [[赤外線]]
| 760 &ndash; 1 × 10<sup>6</sup> 
|| 400 &ndash; 0.3
|| 1.6 &ndash; 1 × 10<sup>−3</sup>
|-
! [[電波]]
| &gt; 1 × 10<sup>5</sup>
|| &lt; 3
|| &lt; 0.01
|-
! [[マイクロ波]]
| 1 × 10<sup>5</sup> &ndash; 1 × 10<sup>9</sup>
|| 3 &ndash; 3 × 10<sup>−4</sup>
|| 0.01 &ndash; 1 × 10<sup>−6</sup>
|-
! [[超短波]]
| 1 × 10<sup>9</sup> &ndash; 1 × 10<sup>10</sup>
|| 3 × 10<sup>−4</sup> &ndash; 3 × 10<sup>−5</sup>
|| 1 × 10<sup>−6</sup> &ndash; 1 × 10<sup>−7</sup>
|-
! [[短波]]
| 1 × 10<sup>10</sup> &ndash; 1 × 10<sup>11</sup>
|| 3 × 10<sup>−5</sup> &ndash; 3 × 10<sup>−6</sup>
|| 1 × 10<sup>−7</sup> &ndash; 1 × 10<sup>−8</sup>
|-
! [[中波]]
| 1 × 10<sup>11</sup> &ndash; 1 × 10<sup>12</sup>
|| 3 × 10<sup>−6</sup> &ndash; 3 × 10<sup>−7</sup>
|| 1 × 10<sup>−8</sup> &ndash; 1 × 10<sup>−9</sup>
|-
! [[長波]]
| 1 × 10<sup>12</sup> &ndash; 1 × 10<sup>13</sup>
|| 3 × 10<sup>−7</sup> &ndash; 3 × 10<sup>−8</sup>
|| 1 × 10<sup>−9</sup> &ndash; 1 × 10<sup>−10</sup>
|-
! [[超長波]]
| 1 × 10<sup>13</sup> &ndash; 1 × 10<sup>14</sup>
|| 3 × 10<sup>−8</sup> &ndash; 3 × 10<sup>−9</sup>
|| 1 × 10<sup>−10</sup> &ndash; 1 × 10<sup>−11</sup>
|-
! [[極超長波]] 
| 1 × 10<sup>14</sup> &ndash; 1 × 10<sup>17</sup>
|| 3 × 10<sup>−9</sup> &ndash; 3 × 10<sup>−12</sup>
|| 1 × 10<sup>−11</sup> &ndash; 1 × 10<sup>−14</sup> 
|}

なお、これらの境界は統一的に定められたものではない。学問分野・国ごとの法律・規格等によって多少の違いがある。

== 特徴 ==
電磁波は[[波長]]によって様々な特徴を持つ。

最も波長の長い[[電波]]は、進行方向に多少の障害物があっても進行することができる。このため、[[通信]]や[[放送]]などの長距離の情報送信に使用されることが多い。[[テレビ]]や[[ラジオ]]、[[携帯電話]]などが代表的である。

電波よりも波長の短い[[光]]は、[[物質]]に吸収されて[[化学反応]]や[[発熱反応|発熱]]などの[[相互作用]]を生じることがある。この現象は[[目|眼]]が見える理由でもあるが、他に植物の[[光合成]]や[[リソグラフィー]]などが該当する。

さらに波長が短い[[X線]]になると、[[光子]]の持つ[[エネルギー]]が大きいため、[[分子]]に吸収されて[[熱振動]]に変わることはなく、物質を構成する[[電子]]などに直接作用する（分子の熱振動に比べて[[原子]]を構成する電子の[[励起状態|励起]]エネルギーは大きい）。そのため[[比重]]の小さい物質ほどよく透過するようになる。この現象を利用することで、[[X線写真|レントゲン写真]]や[[コンピュータ断層撮影|X線CT]]を撮影することができる。工業や[[自然科学]]の研究の場では、[[X線回折]]や[[X線光電子分光]]など物質の構造や元素の分析に用いられている。

X線やそれより短波長の領域は放射線の一種として扱われ、[[ガンマ線]]という呼ばれ方も使われる。X線とガンマ線の境は明確に定められてはいない。

X線よりさらに波長が短い領域になると、比重の重い物質で減衰は可能でも反射は困難となる。波長が1.2pm(10E-12ｍ)程度より小さい領域では[[対生成]]を起こすようになる。

== 影響 ==
本項では「悪影響」に関して記述している。
=== 動物（ヒトを含む）への影響 ===
[[ファイル:TRIFIELD METER.jpg|thumb|right|家庭用簡易電磁波測定器(TriField Meter Model TF100XE)]]
紫外線などのエネルギーの大きな電磁波は、[[遺伝子]]に損傷を与えるため[[発癌性]]を持つ。[[X線]]・[[ガンマ線]]などの電離[[放射線]]については、年間許容被曝量が法律によって決められている。

==== 低周波 ====
低周波は、[[非電離放射線]]であるから遺伝子に直接には影響を与えないと考えられている<ref>飯島　純夫、[https://www.med.yamanashi.ac.jp/ymj/pdf/nl/20140612110404_264.pdf 電磁場が染色体に及ぼす影響]、山梨医大誌 14 (1)，1 - 5，1999。</ref>。

[[国際がん研究機関]] (IARC) が[[2001年]]に行った[[発癌性]]評価では、送電線などから発生する低周波磁場には「ヒトに対して発がん性がある可能性がある」 (Possibly carcinogenic to humans: [[IARC発がん性リスク一覧#Group2B|Group 2B]]) と分類した<ref>WHOファクトシートNo.263,"電磁界と公衆衛生:「超低周波電磁界とがん」", 2001年10月 {{PDFlink|[https://web.archive.org/web/20060630003842/http://www.who.int/peh-emf/publications/facts/elfcancer_263.pdf]}}</ref>。静的電磁界と超低周波電界については「ヒトに対して発がん性を分類できない」 (cannot be classified as to carcinogenicity in humans) と分類された。

また、[[国立環境研究所]] (NIES) が平成 9&ndash;11 年度に「超低周波電磁界による健康リスクの評価に関する研究」<ref name=NIESsr35>https://www.nies.go.jp/kanko/tokubetu/setsumei/sr-035-2001b.html</ref>を行った。

==== マイクロ波 ====
高強度の[[マイクロ波]]には、[[電子レンジ]]と同様に熱を生じるため生体に影響を与える可能性がある。このため、携帯電話などの無線機器などでは、人体の電力[[比吸収率]] （SAR: Specific Absorption Rate 単位は&#x5B;[[ワット (単位)|Watt]]/[[キログラム|kg]]&#x5D;）を用いた規定値が[[欧州連合|欧州]]の[[国際非電離放射線防護委員会]]や[[アメリカ合衆国]]の[[連邦通信委員会]]などでは決められている<ref>国際非電離放射線防護委員会(ICNIRP), "時間変化する電界、磁界及び電磁界による曝露を制限するためのガイドライン（300 GHz まで）", 1998年4月[https://www.icnirp.org/cms/upload/publications/ICNIRPemfgdljap.pdf]</ref>ほか、日本では国際非電離放射線防護委員会 (ICNIRP) の電波防護ガイドラインに基づき、周波数 300 [[ギガヘルツ|GHz]] （波長 1 mm）までの電波について、人体への影響を評価している<ref>総務省 電波利用ホームページ  電波環境の保護[https://www.tele.soumu.go.jp/j/ele/index.htm]</ref>。学会などでも比吸収率の計算（[[FDTD法]]）や人体を模した[[人体ファントム]]の組成の決定などが行われている。

==== 調査 ====
電磁波の健康への影響は調査自体が非常に難しい。一例を挙げると、[[アメリカ合衆国]]で公的機関{{日本語版にない記事リンク|国立環境健康科学研究所|en|National Institute of Environmental Health Sciences}}で Research and Public Information Dissemination（RAPID: 調査および公共への情報頒布）計画という国家単位での電磁波の健康に対する影響の研究が行われた。国立環境健康科学研究所 (NIEHS) が作成したパンフレットでは、[[臨床]]研究、細胞を用いた実験室での研究、動物を使用した研究、[[疫学]]研究の各分野を組み合わせ検証した結果でないと全体像が見えないと解説されている。
<!--ここから-->
[[1995年]]、電磁波問題に関する調査報告書をアメリカ物理学会が発表。「癌と送電線の電磁波に関係があるという憶測には、何ら科学的実証が見られない」と声明。
<!--ここまで「わたしたちはなぜ科学にだまされるのか」ロバート・L・パーク（主婦の友社）ISBN 4072289213　-->

[[1996年]]、全米科学アカデミーは
#「細胞、組織そして生物（ヒトを含む）への商用周波電磁界の影響に関して公表されている研究の総合評価に基づき、現在の主要な証拠は、これらの電磁界への曝露が人の健康への障害となることを示していないと結論する。」
#「特に、居住環境での電磁界の曝露が、ガン、神経や行動への有害な影響、あるいは生殖・成長への影響を生じさせることを示す決定的で一貫した証拠は何もない。」
という結論を出した<ref>関西電力,"電磁界に対する専門機関の見解"[https://www.kansai-td.co.jp/corporate/energy/electromagnetic-wave/specialty/opinion/]</ref><ref>National Research Council,"Possible Health Effects of Exposure to Residential Electric and Magnetic Fields"(1997)[http://www.nap.edu/openbook.php?isbn=0309054478]</ref>。

<!--ここから-->
[[1997年]]、アメリカ合衆国の[[アメリカ国立がん研究所|国立癌研究所]] (NCI) は 7 年間の[[疫学]]調査の結果から「小児急性リンパ芽球性白血病と磁場との関係は検知するにも懸念するにも微弱」であると発表。この調査の過程で、白血病患者の家庭と送電線の近隣での居住、双方に全く関係が見られなかった事が判明。これにより「関係がある」とされてきた統計学的分析結果は全てエラーデータとなり、[[1979年]]に疫学者ナンシー・ワートハイマー<ref group="注">Nancy Wertheimer. 標準的な[[ドイツ語]]ではヴェアトハイマー、ヴェルトハイマーなどに近い。</ref>とエド・リーパー<ref group="注">Ed Leeper</ref>が作成した論文「小児白血病と送電線の磁場には関係がある (Electrical Wiring Configurations and Childhood Cancer)」<ref>Nancy Wertheimer, Ed Leeper, ''Electrical Wiring Configurations and Childhood Cancer'' , American Journal of Epidemiology, Volume '''109''', issue 3, pp. 273–284, 1979. [http://aje.oxfordjournals.org/content/109/3/273.abstract 要旨]。</ref>の主張が完全な間違いであることが証明される。NCI の調査結果は医学専門誌『[[ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン]]』に掲載<ref>Martha S. Linet, Elizabeth E. Hatch, Ruth A. Kleinerman, Leslie L. Robison, William T. Kaune, Dana R. Friedman, Richard K. Severson, Carol M. Haines, Charleen T. Hartsock, Shelly Niwa, Sholom Wacholder, and Robert E. Tarone, [http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199707033370101 ''Residential Exposure to Magnetic Fields and Acute Lymphoblastic Leukemia in Children''] , New England Journal of Medicine Vol. '''337''' No. 1, 3 July 1997.</ref>。

[[アメリカ合衆国科学技術政策局]]は、それまでの送電線騒動の研究に費やされた予算を、送電線の移転、不動産価値の下落を含め 250 億ドル超と概算した。

[[1999年]]、カナダの五つの州において調査された結果が発表され上述の NCI の結果と酷似した結論が出される。
<!--ここまで「わたしたちはなぜ科学にだまされるのか」ロバート・L・パーク（主婦の友社）ISBN 4072289213　-->

[[疫学調査]]の正確性に対し疑問が投げかけられることもたびたびある。日本では、[[2003年]]に[[衆議院]]議員の[[長妻昭]]によって、[[国立環境研究所]]が行った「生活環境中電磁界による小児の健康リスク評価に関する研究」<ref name=NIESsr35 />が国会で取り上げられた<ref>[[長妻昭]], "電気毛布等の小児白血病・脳腫瘍発症への影響に関する質問主意書", 衆議院第156回国会 質問第126号, 平成15年7月11日提出 [https://www.shugiin.go.jp/internet/itdb_shitsumon.nsf/html/shitsumon/A156126.htm]、[https://www.shugiin.go.jp/internet/itdb_shitsumon.nsf/html/shitsumon/b156126.htm それへの政府回答]</ref>。長妻はこの研究報告の電気毛布等の小児白血病・脳腫瘍発症への影響に関するデータについて触れ、15 歳以下の小児の電気毛布等の使用に関する健康リスク評価および電磁波の影響に対する評価の正当性に疑問を呈した。この研究について政府は「交絡要因除去のための調査データであり電気毛布使用に対する健康リスク評価は直接行っていない」とし、調査そのものの正当性に関する指摘に対しては「優れた研究ではなかった、との評価がなされたところである」と回答している。電磁波そのものの影響については「子供部屋の平均磁界強度が 0.4&nbsp;&mu;T 以上の場合のみ健康リスクが上昇すること等が示唆されているが、本研究の結果が一般化できるとは判断できない」と回答している。

;世界保健機関 (WHO) による2007年時点での公式見解
:[[2007年]]6月に公表された、[[世界保健機関]]の公式見解を示す{{PDFlink|[https://web.archive.org/web/20080215234402/http://www.who.int/peh-emf/publications/facts/fs322_ELF_fields_jp_final.pdf ファクトシート322]}}では、短期的影響に関しては「高レベル（100&nbsp;[[磁場の比較|&mu;T]] よりも遙かに高い）での急性曝露による生物学的影響は確立されており、これは認知されている生物物理学的なメカニズムによって説明されています。」と評価された。一方、潜在的な長期的影響に関しては「小児[[白血病]]」と「小児白血病以外のその他の健康への悪影響」に分けて評価されており、小児白血病に関しては「全体として、小児白血病に関する証拠は因果関係と見なせるほど強いものではありません」と評価され、その他の影響に関しては[[極超長波|超低周波]]磁界（[[:en:Extremely_low_frequency|Extremely Low Frequency]] Magnetic Field, ELF 磁界）曝露とこれら全ての健康影響との関連性を支持する科学的証拠は、小児白血病についての証拠よりもさらに弱いと結論付けている。いくつかの実例（すなわち心臓血管系疾患や乳がん）については、「ELF 磁界はこれらの疾病を誘発しないということが、証拠によって示唆されています」と評価された。
;世界保健機関による2011年時点での公式見解
:2011年5月31日、WHO（世界保健機関）のIARC（[[国際がん研究機関]]）は、携帯電話の電磁波と発がん性の関連について、限定的ながら「可能性がある」とする分析結果を発表した<ref name="asahi_com_20110602">''携帯電話の電磁波「発がんの可能性も」　WHOが分析''<!--元記事URL: http://www.asahi.com/science/update/0601/TKY201106010707.html {{リンク切れ|date=2012年10月}}--> [https://megalodon.jp/2011-0806-2323-28/www.asahi.com/science/update/0601/TKY201106010707.html ウェブ魚拓]</ref>。[[携帯電話]]を耳にあてて長時間通話を続けると「脳などの[[癌]]を発症する危険性が上がる可能性がある ([[IARC発がん性リスク一覧#Group2B|Group 2B]])」とし、癌を発症する危険性を上げないための予防策としては、マイク付[[イヤホン]]を使用することを挙げた<ref name="asahi_com_20110602" />。
:作業部会のジョナサン・サメット (Jonathan Samet) 委員長は「[[神経膠腫]]（しんけいこうしゅ＝[[グリオーマ]] = 脳の[[癌|がん]]の一種）や、耳の[[聴神経]]腫瘍になる危険性を高めることを示す限定的な[[証拠]]がある」とした。なお、IARC 幹部は、文字の[[メール]]を打つ形での携帯電話の使用<ref group="注">耳から離し、頭蓋骨から離した状態で、手で操作して使用すること。</ref>は、発がん性との関連はないと説明した<ref name="asahi_com_20110602" />。
:なお、IARC は論文を多数検討した上で「根拠はまだ限定的である。さらなる研究が必要」とも述べた<ref name="asahi_com_20110602" />。asahi.com の大岩ゆり記者は「それでも IARC がこのような決定をしたのは、少しでも健康に害を及ぼす可能性があるものは早めに注意喚起する、という WHO の[[予防]]原則からだ」と解説した<ref name="asahi_com_20110602" />。

=== 機械への影響 ===
現在の[[電子工学|エレクトロニクス]]機器（[[電子機器]]）は、低[[電圧]]の信号を高[[インピーダンス]]で扱うことが普通であるため、環境中に強い電磁波が存在すると誤動作を生じやすい。その機器が誤動作を生じやすいか生じ難いかを測る指標として[[イミュニティ]] (Immunity) がある。特に携帯電話からは比較的強い電磁波が発せられるため、[[航空機]]や[[医療機器]]などへの影響が多数報告されている。

==== 日本における航空機への影響と対策 ====
[[航空機]]に関しては、[[携帯電話]]、[[携帯型ゲーム]]機などの電磁波の影響による運行計器の誤作動が多数報告され、その中には大惨事になりかねない事態を引き起こした例もあったため、まず各航空会社で規制が行われるようになった。[[2004年]]には改正[[航空法]]によって禁止される機器が定められた。[[2007年]]3月に同法は改正され、携帯電話、[[パソコン]]、[[携帯情報端末]]など電波を発する状態にあるものは常時使用禁止、電波を発しない状態のものでも離着陸時使用禁止とし、[[携帯音楽プレーヤー]]、[[デジタルカメラ]]、[[テレビ]]、[[ラジオ]]なども離着陸時使用禁止と定められた。

ゲーム機に関しては、「[[ニンテンドーDS]]」や「[[PlayStation Portable]] (PSP)」といった無線LAN内蔵の製品が存在しており機内での使用も増えているにもかかわらず、それらが2004年の改正航空法および航空法施行規則では「離着陸時のみ作動させてはならない電子機器」として指定されてしまっていて仮に無線LANの電波を発射させていても法律上取り締まれないという危険な状態であったが、各航空会社が規制を行い、その後2007年の改正で解消された。

2007年3月「航空機内における安全阻害行為等に関する有識者懇談会」の報告書では次のような症状が報告されている。
# 無線にノイズが発生
# 衝突防止装置が誤作動し、回避指示が出た
# 自動操縦で上昇している時に突然横方向に25度傾いた
# 自動操縦装置で水平飛行中、高度が設定値から 400 [[フィート|ft]] (122 m) ずれた
# 着陸時に[[自動操縦装置]]の表示が大きくズレて元に戻らなくなった　

原因と推測されているのは携帯電話が 6 割強と最も多い。次いでパソコンが 1 割強。「障害が発生したケースの約 9 割において、電子機器を使用する者の存在が確認されている」とされ、「障害発生時に電子機器の使用を控えるようアナウンスしたところ、約 5 割で障害が復旧した」と報告されている。

2014年、規制緩和と常時接続できる設備が整ったため飛行中でも携帯電話での通話、インターネット接続、他、電子機器の利用が順次解禁となった<ref>[https://www.nikkei.com/article/DGXMZO76431820R00C14A9000000/ 機内でも病院でも　スマホ利用、進む規制緩和]日本経済新聞　2014年9月 </ref>。

==== 日本における医療機器への影響と対策 ====
植込み型心臓ペースメーカーへ[[携帯電話]]から電磁波による影響があるのは、2018年<!--平成30年-->の[[総務省]]調査では最大でも 1 [[センチメートル]] (cm) の距離までであった<ref>総務省「[https://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/ele/medical/h29.pdf#page=33 電波の植込み型医療機器及び在宅医療機器等への影響に関する調査等」報告書] 平成30年3月</ref>。この影響も、患者自身が携帯電話を離すことが可能で、影響から回復できるという調査結果になっている。ただし指針では15 cm以上離れることを推奨している<ref>各種電波利用機器の電波が植込み型医療機器等へ及ぼす影響を防止するための指針 平成30年7月 [https://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/ele/medical/guide.pdf#page=3]</ref>。なお、2002年<!--平成14年-->の総務省調査では影響があるのは11 cmであり、指針は22 cm以上であった<ref>総務省報道資料, "電波の医用機器等への影響に関する調査結果", 平成14年7月2日 [https://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/ele/medical/13.htm]</ref>。距離が異なっているのは、現在使用されていない第2世代移動通信方式での調査であることに一因がある。

=== その他 ===
日本の[[公正取引委員会]]は、'''電磁波'''による[[ネズミ]]撃退器について、効果が認められないとして排除命令を出したことがある<ref>{{Cite web|和書|url=https://www.jftc.go.jp/info/nenpou/h11/11kakuron00002-3-1.html
|publisher=[[公正取引委員会]]
|work=[https://www.jftc.go.jp/info/nenpou/h11/11top00001.html 平成11年度 公正取引委員会年次報告]
|title=(無題)
|date=2010-03-31
|accessdate=2011-10-15}}</ref>。

[[アメリカ軍]]は、電磁波を利用した非致死性[[兵器]]の研究を行っている''（詳細は[[アクティブ・ディナイアル・システム]]を参照）''。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 注釈 ===
{{Reflist|group="注"}}

=== 出典 ===
{{Reflist|2}}

== 関連項目 ==
* [[分光法]]
* [[逆2乗の法則]]
* [[電波障害]]
* [[電磁波過敏症]]
* [[電磁シールド]]
* [[電磁スペクトル]]

== 外部リンク ==
* {{Kotobank}}

{{電磁気学}}
{{電磁波}}
{{放射線}}
{{Telecommunications}}
{{authority control}}
{{DEFAULTSORT:てんしは}}
[[Category:電磁波|*]]
[[Category:電磁気学]]