電磁波の種類

「“電磁波”って、ぜんぶ同じものじゃないの？」

──そう思ってしまうのも、無理はありません。
だって名前、ぜんぶ同じですからね。

でも実は、スマホの電波、電子レンジのマイクロ波、X線検査、太陽の光……。
これらはすべて電磁波（でんじは）の仲間なんです。

「えっ、あれもこれも？」ってなりますよね。

ただ、ここで少し冷静に考えてみてください。
スマホの電波とX線って、 性質も用途も、ぜんぜん別物じゃないですか。

その違いを生んでいる正体こそが、 電磁波の“波の速さ（周波数）”と “波の長さ（波長）”の違いなんです。

電磁波は、速さや長さが変わるだけで、性格も役割もガラッと変わります。

同じ電磁波でも──

• 遠くまで情報を飛ばすのが得意なもの
• 物を温めるのが得意なもの
• 体の中を透かして見るのが得意なもの

と、できることは本当にさまざま。

このページでは、 電磁波の種類ごとの特徴や使われ方を、身近な例を交えながら、できるだけ噛み砕いて紹介していきます。

「なんとなく聞いたことある」から、「ちゃんとイメージできる」へ。
そんな感覚をつかんでもらえたら嬉しいです。

電磁波とは何か

電場と磁場が直交して進む電磁波
電気と磁気の変化が連動し、光速で空間へ伝わる波を示す。
電場Eと磁場Bは互いに直角で、進行方向にも直交する。
出典：『Electromagnetic wave EN』-Photo by Piotr Fita／Wikimedia Commons CC0 1.0

まず押さえておきたいのが、電磁波の正体です。
電磁波とは、ひとことで言うと、電場と磁場のふるえがセットになって、空間を進んでいく波のこと。

電場だけ、磁場だけが単独で飛んでいくわけではありません。
この二つは必ずペア。
電場が揺れると磁場も揺れ、その磁場の揺れがまた電場を生む──
そんなふうに、お互いを生み出し合いながら前へ進んでいきます。

電磁波は、「電場と磁場が交互に生まれながら、空間をリレーして進む現象」です。

しかもこの波、空気がなくても進めるというのが大きな特徴。
だから、宇宙空間でも太陽の光は地球までちゃんと届きます。

目には見えませんが、電磁波は今この瞬間も、私たちの周囲をビュンビュン通過中。
光も、電波も、X線も、ぜんぶこの仲間です。

まずはここを押さえておけばOK。
電磁波とは、「見えないけれど確実に伝わる、電気と磁気の揺れ」。
ここから先の話が、ぐっと理解しやすくなりますよ。

代表的な電磁波の種類とその特徴

電磁波の種類を示すスペクトル図

出典：Title『Spectre』-Photo by Tatoute and Phrood~commonswiki /GNU Free Documentation License,Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0より

電磁波の種類	波長	特徴	主な用途
電波	数km ～ 1mm	波長が長く、障害物も回り込みやすい	テレビ・ラジオ・スマホ・Wi-Fiなど
マイクロ波	約1m ～ 1mm	直進性が強く、加熱効果がある	電子レンジ・レーダー・Bluetooth
赤外線	1mm ～ 750nm	熱を伝えやすい「温かい光」	赤外線リモコン・暖房器具・温度センサー
可視光線	750nm ～ 380nm	人の目に見える唯一の電磁波	照明・カメラ・光通信
紫外線	380nm ～ 10nm	殺菌力が強く、肌に影響も	日焼け・殺菌灯・ブラックライト
X線	10nm ～ 0.01nm	物質を透過できる高エネルギー波	レントゲン・空港の荷物検査
ガンマ線	0.01nm以下	放射能と関連し、極めてエネルギーが高い	放射線治療・原子力研究

一口に「電磁波」と言っても、その中身はじつに多彩。
見た目は同じ“波”でも、性格や得意分野はまるで別物です。

その違いを分けている最大のポイントが、 波長（はちょう）＝1回の波の長さ。

波長が長いほどエネルギーは穏やかで、短くなるほど、エネルギーは強力になっていきます。
ここでは波長が長い順に、それぞれの特徴を見ていきましょう。

電磁波は、波長の違いだけで「通信役」から「医療・宇宙レベル」まで役割が激変します。

電波：情報を遠くへ運ぶのが得意

AM/FMラジオ通信の送受信フロー図
音声信号を搬送波に変調し、送信アンテナから電波として放射する流れ。
受信側はアンテナで拾い、増幅と復調で音声へ戻してスピーカーで再生する。
出典：『Radio Transmission Diagram en』-Photo by Gregors／Wikimedia Commons Public domain

電波は、電磁波の中でもいちばん波長が長いタイプ。
その分エネルギーは穏やかですが、これが逆に強みになります。

障害物を回り込みやすく、減衰しにくいので、遠くまで届きやすい。
まさに長距離ランナーのような存在ですね。

つまり電波は、エネルギーを抑える代わりに「情報を遠くへ届ける」ことに特化した電磁波です。

ラジオ、テレビ、スマホ、Wi-Fi。
私たちが普段何気なく使っている通信のほとんどは、この電波が担当。

見えないけれど、今この瞬間も、無数の電波が空間を行き交っています。 電波なしの情報社会は、もはや想像できませんね。

マイクロ波：通信も加熱もこなす万能型

水分子を回転させるマイクロ波加熱の模式図
交番電場で水分子の双極子が向きを変え続け、運動の損失が熱になる。
食品の内部で直接エネルギーが吸収されるのが特徴。
出典：『Nacrtek pusobeni mikrovln na molekulu vody』-Photo by Verca.osinkova／Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

マイクロ波は、電波より少しだけ波長が短い電磁波。
性格は電波に近いですが、ここから一気に個性が出てきます。

通信衛星やレーダーなど、情報をやり取りする役割もこなしますが、やはり有名なのは電子レンジでしょう。

つまりマイクロ波は、水分子を揺らして「熱」に変えるのが得意な電磁波です。

食品の中の水分子が振動し、その動きが熱として感じられる。
だから中からしっかり温まるんですね。

通信もできるし、加熱もできる。
マイクロ波は、電磁波の中でもかなり器用な万能選手と言えそうです。

赤外線：あたたかさを伝える波

赤外線サーモグラフィの放射伝熱モデル
物体の自己放射、周囲の反射、大気の放射を分けて示す模式図。
透過率と距離による減衰を経て、センサー画素に届く流れを表す。
出典：『Conceptual model of radiative heat transfer in infrared thermography』-Photo by Physicianist／Wikimedia Commons CC0 1.0

赤外線は、「熱」と切っても切れない関係にある電磁波。
実はこれ、人の体やストーブ、太陽の光からも、自然に放たれています。

目には見えませんが、近づくと「じんわりあたたかい」と感じる。
その正体が、赤外線です。

温度の情報をそのまま運んでくれる電磁波なんですね。

テレビのリモコン操作に使われていたり、サーモグラフィで体温や建物の熱分布を可視化したり。 見えない温度の世界を扱うのが、赤外線の得意分野です。

触れなくても、離れていても、「あたたかさ」を伝えられる。
なかなか優秀な働き者です。

可視光線：人の目に見える特別な範囲

可視光スペクトル（波長と色の対応）
人の目で見える電磁波の範囲を、波長の目盛りと色の連続で表した図。
波長が短い側ほど紫寄り、長い側ほど赤寄りになっていく。
出典：『Linear visible spectrum』-Photo by Gringer／Wikimedia Commons Public domain

可視光線は、その名のとおり、人間の目で直接見ることができる電磁波。

赤から紫まで、「色」として感じられるのは、この領域だけです。
電磁波全体から見ると、実はほんの一部だったりします。

つまり可視光線は、電磁波の中で唯一「見る」という感覚に直結している存在です。

太陽の光、部屋の照明、スマホやパソコンの画面。
私たちが景色を見て、文字を読み、映像を楽しめるのは、すべて可視光線のおかげ。

当たり前すぎて意識しませんが、「見える」という体験そのものが、電磁波の性質に支えられているんですね。

紫外線：強いエネルギーを持つ刺激的な波

オゾン層が紫外線を削る仕組み
紫外線はUVA/UVB/UVCに分かれ、波長が短いほど生体影響が強い。
オゾンが特にUVCと大半のUVBを吸収し、地表に届く量を減らしている。
出典：『Ozone altitude UV graph』-Photo by NASA／Wikimedia Commons Public domain

紫外線は、可視光線よりさらに波長が短く、エネルギーが強い電磁波。
太陽光に含まれていて、日焼けや殺菌作用で知られていますね。

ほどよく浴びれば、ビタミンDの生成を助けるなど良い面もあります。
でも一方で、強すぎると話は別。

つまり紫外線は、便利さとリスクが表裏一体になった、刺激の強い電磁波です。

浴びすぎると、肌へのダメージや目への負担につながることも。
だからこそ対策しながら付き合うことが大切なんですね。

X線：体の中を透かす力

X線管の構造と発生原理の模式図
真空中で加速した電子が陽極に衝突し、X線が発生する流れを示す。
陰極・高電圧・ターゲットの関係が一目でわかる。
出典："X-ray tube schematic" - Photo by Daniel W. Rickey / Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

X線は、物質をすり抜けやすい性質を持つ電磁波。
医療のレントゲン検査でおなじみです。

骨は写るのに、筋肉は透ける。
この性質のおかげで、体を切らずに内部構造を調べられます。

つまりX線は、「見えない中身を見る」ために使われる、高エネルギーな電磁波です。

ただし、エネルギーはかなり高め。
必要な量・時間をきちんと管理しながら使うのが大前提です。
便利さの裏に、慎重さが求められる存在ですね。

ガンマ線：最強クラスの超高エネルギー

核がガンマ線を放出する模式図
励起状態の原子核がエネルギー準位を下げるとき、光子としてガンマ線を放つ。
陽子と中性子の配置は変えず、余剰エネルギーだけを外へ逃がす。
出典：『Gamma Decay』-Photo by Inductiveload／Wikimedia Commons Public domain

ガンマ線は、電磁波の中でも
最短波長・最高エネルギーを誇る存在。

宇宙で起こる超巨大な現象や、がん治療などの放射線医療で登場します。

つまりガンマ線は、電磁波の中でも別格のエネルギーを持つ、最終クラスの存在です。

圧倒的威力を誇る分、危険性も非常に高く、自然界でも、人工利用でも特別扱いされる電磁波です。

ここまでくると、もはや日常というより、宇宙や最先端医療の世界。
電磁波の幅広さを、いちばん実感できる存在かもしれませんね。

電磁波は波長が短いほど高エネルギー

これまでの話を踏まえると、もうお気づきかもしれません。
実は、電磁波のエネルギーは、波長が短くなるほど強くなるという、はっきりした傾向があります。

同じ電磁波でも、「やさしい顔」と「かなり強烈な顔」がある、という感じですね。

具体的には、こんなイメージです。

• 電波や赤外線：エネルギーが穏やかで、安全性が高く、日常的に使える
• 紫外線：ややエネルギーが強く、日焼けなどの影響が出ることもある
• X線やガンマ線：非常に強力で、細胞を傷つける可能性がある

つまり、波長が短くなるほど便利さと同時にリスクも大きくなる、というわけです。

だから、X線検査や放射線治療の現場では、使う量や時間が厳密に管理されています。

色々な場面で言われる教訓ですが、電磁波は、その典型的な存在なんですね。