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关于辐射的科普贴

296420谈天说地

什么是电磁波辐射?
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。电磁波是电磁场的一种运动形态。电可以生成磁,磁也能带来电,变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,所以电磁波也常称为电波。1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。将常见的电磁波按频率顺序列举如下:长波<广播中波<广播短波<广播调频<微波<红外线<可见光<紫外线<X射线<伽玛射线。在我们的生活环境中,除了大自然的太阳光和闪电外,各种电器用品如电视、微波炉、电灯泡、电脑等都会产生电磁波,而广播电台、电视台、卫星通信等发射出的电磁波,都存在于我们的生活环境中。所以我们在享受便利生活的同时,也正和电磁波朝夕相处,和平共存。下面列举一些常见设备产生电磁波频率段:50Hz~5KHz:电力公司使用的高压输配电缆、变电站、电磁炉、吹风机、电脑、电视机、洗衣机、电热毯、空调、台灯;5KHz~500MHz:调频广播、调幅广播、无线电、电视信号、对讲机;500MHz~50GHz:手机、雷达、微波炉、GPS、卫星通信;50GHz~2.4PHz:太阳光、电灯泡、红外线、烤箱、炼钢电炉。
(Hz:赫兹,频率的单位,这里表示电磁波在一秒中内振动的次数。下面是常用的电磁波频率换算
1KHz=1000Hz=1X10^3Hz,1MHz=1000KHz=1X10^6Hz,1GHz=1000MHZ=1X10^9Hz,
1THz=1000GHz=1X10^12Hz,1PHz=1000GHz=1X10^15Hz,1EHz=1000PHz=1X10^18Hz)
2009/09/15
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电磁波是否都能穿透人体呢?
电磁波是一种横波,具有横波的一般特性:频率越高波长越短,传播时波长越短的越容易受到障碍物的阻挡,波长越长的越容易绕过障碍物或发生衍射现象。电磁波在传输过程中遇到不同的材料时,会产生反射、吸收和穿透现象,这些作用和其程度、效果取决于电磁波的频率和被照射物质的特性。一般来讲,频率越高的电磁波穿透能力越强。事实上,常常对于同一种介质,不同频率的电磁波的穿透性与频率有时并不成正比关系,这与介质自身性质有关。对于X射线和伽马射线这类极高频的电磁波,它们更具有粒子性,因而能够穿透大多数物体。因此医院用X射线检查体内病变,工业上用伽马射线为工件探伤。微波也具有一定的穿透性,但相对较弱。对于人体,微波的穿透深度和微波波长处于同一数量级。经实验测试,频率为915MHz的微波源的人体实际穿透深度为5~6厘米,频率为2450MHz微波源的人体实际穿透深度为2~4厘米。因此现在医疗技术中常使用微波热辐射对浅层组织进行治疗,从而减少病患开刀的痛苦。而对于频率更低的电磁波,如广播信号等基本是不会发生穿透作用的,一般仅会利用反射或衍射作用绕过障碍物进行传播。
2009/09/15回复
电磁波辐射有哪几种类型?
电磁波辐射可按照其产生的效应分为两种:游离辐射和非游离辐射。根据波粒二象性理论,所有的电磁波也可以被视为光子束。而在高频率时,电磁波会比较像是粒子式的能量。因此当高频高能量电磁波把能量传给其他物质时,光子就有可能撞出该物质内原子、分子的电子,使物质内充满带电离子,这种效应称为游离化,而造成这种游离化现象的电磁波就称为游离辐射,伽玛射线、X光、紫外线都属于游离辐射。频率低于红外线(约为30GHz)的电磁波辐射都不会发生游离效应,称为非游离辐射。此类辐射则不具游离化能力,不会产生有害人体的自由化离子。非游离辐射又可分为以下三种类型:1. 波长远小于身体的光学辐射,可产生电子激发效应,如紫外线、可见光和红外线;2. 波长小于身体,以诱发电流而造成加热的效应,如微波和高频率的射频;3. 波长远大于身体,很少发生诱发电流而加热,如低频率的射频、交流电频率和静电场(直流电场)。
2009/09/15回复
俺不懂
纯粹进来凑凑热闹  
2009/09/15回复
有害的游离电磁辐射是如何伤害人体的呢?
电磁波的粒子特性是主要的,每个粒子能量是决定其生物效应的因素。高频率的电磁波粒子(光子)有足够能量可以产生游离效应,从而打断被照射生物组织有机物的化学键,例如X光(波长小于10纳米)。当高频电磁波射线进入到人体的内部时,会与体内细胞发生电离作用,与细胞内的构成活细胞组织的主要物质成份(如蛋白质、核酸和酶)抢夺电荷。一旦这些物质中的原子的电荷失去,分子的结构就会出现不稳定,形成离子。一些离子很容易通过化学反应破坏该离子所在位置的细胞物质,从而导致细胞结构的损坏甚至细胞死亡。更加严重的是,如果细胞核中的遗传物质被损坏,也就意味着基因序列受到干扰,细胞就有可能向着无法预计的方向发展,比如成为可以无限增殖的癌细胞,最终可能导致癌症等疾病的发生。
2009/09/15回复
只学过电磁波及宇宙背景微波辐射(后者是宇宙大爆炸的有力证据)


[ 本帖最后由 我爱旗袍 于 2009-9-15 11:28 编辑 ]
2009/09/15回复
非游离电磁辐射会对人体造成伤害吗?
在低频率,如可见光、射频、微波等,这些非游离辐射的光子的能量不足以打断化学键结,因此非游离辐射与上面所述游离辐射造成的生物效应是完全不同的。当然,非游离的电磁波也可能是有害的,如紫外线、可见光、红外线,但是要取决于光子的能量,而且它们在生物体上产生的效应主要是电子的激发而不是游离。激发效应会在生物体内诱发电流,会产生灼热感,但激发效应的产生仍取决于射源的频率、被照射物的大小和照射的方向性。至于频率低于调频广播的电磁波,则连激发效应也无法产生。由此可得知,大量非游离电磁波只会造成热效应,就如同做日光浴或站在浴霸灯下方一般,只要不在短期内将太多能量传给人体,生理组织就能加以调控。所以在安全范围下长期接受非游离电磁波,并不会产生累积性伤害(如细胞癌变)。即使当非游离电磁波的强度达到一定的程度时,最多也只是灼伤。显然,可见光、广播信号、电视信号、手机信号这类功率极低的非游离辐射都不会产生对人体有危险性的幅射。
2009/09/15回复
紫外线和红外线也是电磁波吗?它们对人体有伤害吗?
正如上面所介绍的,紫外线和红外线都是电磁波。在极端情况下,他们对人体都是有一定伤害的。红外线和紫外线广泛的存在于我们的周围,只有要太阳,就会有这两类射线。前面提到过,红外线和紫外线都属于光线,但频率不属于可见光的范围,肉眼无法看见。大家知道可见光按频率高低可以分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七个色段。比红光频率更低的是红外线,比紫光频率更高的是紫外线。太阳光中就有很强的紫外线,虽然紫外线穿透人体的能力不强,但可以达到真皮层,所以长时间的曝晒太阳会使皮下组织受到损伤,致病原理和X射线类似,当伤害积累到一定程度时会使细胞DNA中的分子结构被损伤而引起器质性病变,比如皮肤癌等。也正是因为紫外线可以破坏细胞组织,所以在医学上常用来作消毒。太阳在发射大量紫外线的同时也在发射高能的红外线,它的波长较长,无法穿透人体,但红外线有很强的热效应,所以高强度的红外线可以使人体表皮灼伤。家里面常用的浴霸就是利用了红外线的热效应。红外线也可被用来作信号的载波,比如家用电器的遥控器和手机与电脑的红外数据传输等就是如此,但这类红外线的能量是极低的(数量级为10毫瓦),根本不足以让被照射到的生物组织升温或产生电流。
2009/09/15回复
手机信号有很多种,都对人体无害吗?
是的,现在常见的手机通信协议有GMS、CDMA和WCDMA等,它们的微波频段分布较广,而且全世界各地的设定都不一样。常见的有800MHz、 900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz等,远远低于可产生游离效应的电磁辐射频率下限(约为30GHz),而且一般手机的发生功率都不会超过2瓦,这是极其微弱的,要知道一般家用微波炉的功率可以高达2000瓦。当然,现在很的很多手机还支持蓝牙和802.11的协议,这些协议所利用的波段也都属于微波。蓝牙的辐射频率为2.4GHz~2.48GHz,802.11协议通常有2.4GHz和5GHz两个工作频段,比普通GSM信号的频率高,但这些微波的发射的能量极低(几毫瓦),不可能对人体有害。一些手机还支持红外协议,其原理和电视遥控器是一样的。可以确信的是,无论今后手机上有任何新的通信协议问世,只要使用的电磁波频段在微波的泛围内,就对人体完全无害,这是手机自身功率的限制所决定的。
2009/09/15回复
既然无害,为什么国际上还要制定那么多限制微波辐射的标准呢?
实然上那些标准是针对于大功率电磁波辐射制定的,现今绝大多数家用电器,包括手机所发射的电磁波都极难达到这些标准。而且这些标准也是相当苛刻的,比如国际非电离性辐射保护委员会(ICNIRP)规定的SAR值标准为2w/kg(瓦/千克)体重,这一标准已被大多数欧洲国家采用。而且至今没有确切的科学证据证明,超过ICNIRP限值内的辐射会影响人体健康。更加苛刻的是TCO认证,TCO认证是瑞典专业雇员联盟就电子设备制定的安全及环保标准。而针对显示器的发展到今天已经有了TCO'92、TCO'95、TCO'99、TCO'01、TCO'03、TCO'05等几个标准。TCO'01规定:在信号最强的情况下,以6分钟为计时,每公斤重量生物组织所接受的辐射不得超过0.8瓦,在测试的时候以10克的生物组织立方体为标准,也就是说,TCO'01所规定的SAR值为0.8w/kg。而手机的最强电磁辐射量与此相当,有资料显示诺基亚N95(RM-320)的SAR值为0.47w/kg,诺基亚 E70(RM-10)为1.01w/kg,摩托罗拉V9为0.62w/kg。
2009/09/15回复
这现在谁也不清楚有没危害,专家的话还能信吗
2009/09/15回复
不是为了证明那种无害,而是弄清楚电磁波的类型和危害原理。
至少通过这个贴我们能分出各类电磁波的频率大小顺序
并且知道电磁波对人体产生的危害类型:有的危害是由于激发水分子共振释放能量灼伤,有的是产生电离效应影响到DNA产生癌变,有的伤害是可以累积的,有的伤害是一过性的。
还知道危害程度和电磁波的频率、持续时长、功率强度有关系的。
有的穿透性强,但能量不高,如手机,只要不长时间使用就没什么大影响,有的能量打穿透强,一瞬间都可以损害严重。有的穿透性强能量少,有的能量大衰减性强,但通过长期累积产生伤害。大家在判断一种电磁波的有害性的时候要综合分析。
2009/09/15回复
avin_yeavin_ye13楼
很专业
2009/09/15回复
詹詹詹詹14楼
怎么突然搞辐射科普?
2009/09/15回复
2009/09/15回复
hi1118hi111816楼
太专业了,看的好累;

不过这种辐射性的东西,只能是尽量避免和减少接触时间及频率,生活中有太多离不开的东西了;
2009/09/15回复
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