전자기파

전자기파는 매질^? 없이 전달되는 파동을 가리키며, 전파는 전자기파 중에서 가시광선과 적외선보다 파장이 긴 영역을 가리킨다. 그리고 진동수라고 순화되는 용어인 주파수는 파동이 초당 변화하는 횟수를 나타내며 단위는 헤르츠(Hz)이다.

전자기파는 전자가 등속도 운동을 함으로써 세기와 방향이 일정한 전기장과 자기장을 만들어내고, 가속도 운동을 하면 시시각각 변하는 전기장과 자기장을 만든다. 이 때 생겨나는 전기장과 자기장을 통틀어 전자기파라고 칭하는 것. 진공 상태에서도 전달되므로 매질이 없다고 봐도 무방하지만 실제로는 광자를 매개로 전달된다고 한다.

참고로 전자기파는 파장이 짧은 순서로 감마선, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, 전파로 나뉜다. 가시광선에서 눈치챘겠지만 빛보다 큰 범주로, 광범위한 의미로는 빛 그 자체라고 볼 수도 있다. 인간이 아닌 존재는 가시광선의 바깥 영역을 볼 수도 있기 때문이기도 하고, 모두 광속도를 갖기 때문이다. 전파는 여기서 3kHz ~ 3THz의 영역에 속한다고 한다. 파장이 짧을 수록 광전자 에너지가 커서 반응성이 크며, 생명체에 조사시 더 큰 영향을 미친다.

전자기파는 위와 같은 특수한 파동 전체가 해당하는지라 이곳저곳에서 관찰할 수 있는데, 사실상 매질의 역할을 하기에 너무 빈 공간이 많은 우주를 파동이 빠른 속도로 통과하는 방법은 전파가 유일하다고 볼 수 있다.

전자기파는 맥스웰 방정식이 그대로 적용되며, 파장($\lambda$)과 주파수(v), 파동의 속도(광속, 상수)와의 관계 는 다음과 같이 나타낼 수 있다. 재미삼아 각 상수에 현재 통신 주파수를 대입해보면 파장이 어느 정도 길이인지 알 수 있다.

$\lambda = \frac c \nu$

전자파가 인체의 건강을 위협한다고 알려져 있어 가까이 하지 않으려 하지만 전자파는 전자기파의 또 다른 이름에 불과하다. 우리가 흔히 부르는 전자파는 유해전자파라고 분류하며 50~60Hz 정도의 진동수를 가진 것으로, 우리 나라 교류 전기 공급 주파수와 똑같은데 이는 전자 제품이 교류 전기를 받아 구동되기 때문이다. 통신 기기는 이 주파수 외에도 통신에 사용되는 전파를 추가로 발생하기 때문에 통신 주파수도 해당한다. 일반적인 전자파는 높은 투과율로 생체 에너지에 작용하며, 통신 주파수는 높은 주파수여서 열 작용이 크므로 뇌의 일부가 살짝 데워지는 흠좀무(...)한 상황이 닥칠 수 있다.

이와 같이 종종 연구 결과를 통해 암 위험성을 높인다는 결과가 발표되기는 하지만, 여전히 확실한 연관성을 증명해내지는 못하고 있다. 태양에서 지구로 오는 전자기파는 가시광선 외에도 다양한 파장이 도달하므로 단순히 이것들을 쬔다고 우리가 건강에 이상에 생기지 않으므로 그리 걱정할 필요가 없다고 볼 수도 있다. 지구 또한 거대한 자기장이 감싸고 있으며 인간이 움직이는 것만으로 충분히 전자파가 생길 수도 있는데 멀쩡한 것을 봐도 그렇다. 다시 말해 세포 파괴만 피한다면 별 일 없다는 것이다. 다만, 일정량 이상의 전자기파는 빛과 열, 에너지를 갖고 있으므로 인간에게 해가 될 가능성은 충분한데다, 어린 아이는 휴대 전화의 높은 주파수 전파에 의해 뇌에 심각한 영향을 받을 수 있다는 연구 결과가 있으므로 조심할 필요가 있다.

우리가 생활하면서 전파를 완전히 피할 수 있는 방법은 없는데다 파원에서 조금만 멀어져도 에너지의 세기가 약해지므로, 발생원에서 멀어지는 것만으로 피해를 크게 예방할 수 있다. 텔레비전과 휴대 전화를 몸에서 되도록 떨어뜨려 놓자. 특히 휴대 전화 착신과 발신시에 강력한 전파를 발생시키므로 그 때 머리와 같은 취약점에서 떨어뜨리는 것이 효과적이다.

초음파는 매질이 바뀌는 지점에서 반사되는 등 전자기파와 유사한 특성을 갖고 있지만, 매질이 없는 진공에서 전달되지 않아 전자기파가 아니다.

같이 보기

• 통신 주파수 현황
• 전자파 흡수율(SAR)