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詳解電磁輻射

作者:Andy 瀏覽: 發表時間:2018-04-08 15:38:53 來源:來自何卓銘科學網博客

電磁輻射作為一種看不見、摸不著的場,是電磁波能量傳遞的一種方式。而我們生活著的地球環境中,便充斥著大量的電磁輻射,不過不用害怕,隻有當電磁輻射達到一定程度的時候,才會對人體造成危害。作為一檔正規的科普類系列文章,還是有必要首先科普下什麼是電磁波的,好吧,如無需求請跳過!

電磁波

電磁波,是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生發射的震蕩粒子波,是以波動的形式傳播的電磁場,比如太陽光便是一種部分可見的電磁波。我們先從最熟悉的波段開始講起,可見光波長範圍為:400~750 nm,紅橙黃綠青藍紫,波長從大小排列,紅光波長最大,紫光波長最短,是我們人眼唯一能夠看到的電磁波。電磁波波長越短,頻率越大,能量也就越強,想想紫外線把你曬脫皮吧。
     好吧,接著以可見光為界限,先往波長更小的方向開始講。比可見光紫光波長小的是紫外光,一般來說波長是10~400 nm,幾十納米我們通常也稱為深紫外區;再接下去是X射線,波長範圍為0.001~10 nm,幾納米我們通常稱為軟X射線;最後一種是γ射線,波長小於0.001 nm。眾所周知,γ射線其中一個用途是用作手術刀(俗稱γ刀),用來切除腫瘤。X射線的話,由於其強穿透性的特性,經常用作安檢以及胸透等。
     接下來,再往波長大的方向介紹。比可見光紅光波長大的就是紅外區(又有近紅外和遠紅外之分),近紅外波長範圍為750~2500 nm,遠紅外波長為2.5~1000 μm (注意:單位改成了μm);然後就是微波波段了(微波相對比較好記),分別包括分米波、厘米波、毫米波,波長為各自dm、cm、mm量級;然後就是無線電波(m量級、km量級等),由於波長較長,繞射能力非常強,主要用於廣播、電視等通信中。補充:還有一種常用的電磁波:太赫茲波,波長為30~3000 μm,處於遠紅外區和微波區之間,正是由於這個獨特的區域,導緻其即具有光學特性,又具有電子特性,是一個重要的前沿交叉領域,也有很廣泛的應用。


1 電磁波分類(圖片來源於網絡)

電磁輻射

了解了什麼是電磁波,可以知道在日常生活中,我們生活周圍就包含著大量的電磁輻射,無論是來自太陽、雷電等天然電磁輻射,還是例如發射塔、核電站等人為電磁輻射。一般來說,電磁輻射從能量的角度可以分為二種:1、電離性輻射,例如γ射線、X射線、部分紫外線,由於這些電磁波的波長短,其光子攜帶的能量非常高,高到足以破壞分子間的化學鍵;2、非電離型輻射,比如可見光、紅外、微波、無線電波等,這些電磁波的光子能量不足以破壞化學鍵,它對人體的影響不像電離性輻射一樣表現為即時傷害型的,而是累積型的。為此,國家很早也出台了電磁輻射防護規定(GB 8702-1988),相應頻段都有一定的時間、輻射強度限製。而電磁輻射,由於日常生活中使用頻率的差別,例如手機、微波爐、電腦、WiFi輻射會有較高頻率存在各種各樣的謠言,下面讓小編再帶你詳細了解下吧。

  • 手機輻射

手機是目前生活中使用最頻繁的電子設備,沒有之一,手機輻射自然也是我們最關注的電磁輻射。2015年曾有研究所測試了6款手機的輻射量,iPhone 6 Plus的輻射量最高,比吸收率( SAR ) 達到0.58W,美國輻射保護與測量委員會(NCRP)和美國電氣電子工程師協會(IEEE)所製定的美標為SAR不大於1.6,而我國的標準采用世衛組織推薦的歐標,SAR不大於2.0。顯然,手機輻射值顯然遠低於國家和國際標準。正常來說,手機輻射不會影響人身健康,這本就是科學界共識,當然也沒有直接證據證明在標準值內的手機輻射就不會產生影響,畢竟累積型的誰也說不清楚。

  • 微波爐輻射

微波爐,也是日常生活中普遍使用的家用電器,加熱食物方便快捷。作為一檔正規的科普類系列文章,也有必要科普下微波爐的原理,好吧,你要是不想看直接跳過。微波爐原理:顧名思義,微波爐是在微波場中快速加熱食物。當電能轉化成微波輻射到食品上,食物中的水分子會在微波電場中形成定向運動,然後通過快速變化微波電場方向,使得分子間快速摩擦,從而產生熱量。正常情況下,微波爐的內部屏蔽裝置幾乎隔離了電磁輻射,而且目前的微波爐都有保護措施,開門會自動觸發停止微波爐運作。而微波爐使用的是微波波段,頻率遠低於X射線等,微波爐緻癌也是無稽之談。當然,安全起見,微波爐運作的時候,請遠離它總是不會錯的。

  • 電腦和WiFi路由器輻射

以無線路由器TP-LINK為例,其電磁輻射測試(緊貼機身)結果一般在20~30 μW/cm2之間(國家標準為40 μW/cm2),而且電磁輻射在空氣中衰減非常大,所以完全沒有必要擔心。至於計算機輻射,我覺得相比於擔心輻射對人體的影響,還不如多關心關心你的眼睛疲勞和視力問題。

關於謠言

三人成虎、謠言止於智者都是中國古代關於謠言的一些典故。在互聯網高速發展的信息大爆炸時代,微信、微博等社交媒體上充斥著大量的信息(謠言),真假難辨。而關於謠言,小編總結了其兩大特性:可信性和可接受性。可信性非常好理解,如果一個謠言太過於荒謬,要麼是來搞笑的,要麼就是在侮辱大眾的智商。可接受性,就是對於謠言的接受程度。比如孕婦防輻射衣,商家宣傳電腦輻射對孕婦什麼什麼不好,對小孩有啥啥啥影響。難道你要讓一個孕婦去調研下電腦輻射達到多少μW/cm2,然後再對比下國家標準看是不是超標。別鬧,大家都很忙的,幾百塊錢的東西買來求個心安,況且二胎也還可以用的!好吧,這就是接受成本,如果一件防輻射衣要幾萬塊錢,那估計還真有人會出來辟謠。而小編正在做的科普,就是為了提高謠言的可接受程度,從而不用再考慮可接受性問題(頓時小編內心如下圖)!


    圖片來源於網絡


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