电磁波与电磁辐射.doc

电磁波与电磁辐射 我们生活的信息时代几乎是建立在电磁波物理学的基础上，不管喜欢它与否,我们现在是全球性地被电视、电话和网络连接起来，而且我们会不停的地浸没在由电视、收音机和电话发射器所产生的讯号中。许多人经常纠结于怎样生活才能减少这些电磁波对我们的影响，今天我们从电磁波的源头说起，看一看使用电器时的注意事项。一、认识电磁波（一） 什么是电磁波电与磁可说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电，电磁波是能的一种。（二） 电磁波的产生电磁波的产生可分为两大类：A. 电子加速运动带电子在进加速运动，如电在天线上来回动而形成的电极振荡，因而产生电磁波。电子和质子在加速器中受磁场的作用进圆周运动时，因有向心加速而产生电磁辐射。高速电子撞击属靶时，因骤然减速或改变方向会产生x光射线。B. 能状态跃迁原子、分子或核子，自一种能状态跃迁到另一种能状态时，会放出各种同波长的电磁波，其中包括可见光。（三）电磁波的单位电磁波一般的单位有mG（毫高斯）跟uT（微特斯），而1uT=10mG。MG 是美国习惯使用的单位，而Tesla 则是科学单位。这两个单位在电磁波测器上都可以换，这样才对测出来的数据能有估计大小的概。（四）电磁波的分类电磁波频谱分布范围由零赫兹（Hz）的直电至十的三十二次方赫兹的宇宙射线。当高能电磁波把能传给其他物质时，有可能撞出物质内原子、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（Ionizing Radiation, 简称IR），其能较强可破坏生物组织细胞，如阿法、贝塔、伽玛及X 射线等；反之，进入可见光频以内的电磁波及红外线无法造成游离化效应，称为非游离辐射（NonionizingRadiation，简称NIR），其能较弱并会破坏生物组织细胞。 电磁波在我们的生活中较常提到的，大可分成下几项：A. 无线电波波长范围从0.3m 以上的电磁波都称为无线电波Radiowave。AM 调幅的波段约535kHz1605kHz，这些讯号容受到闪电、汽车点火系统甚至计算机或计算器等的影响；FM 调幅的波段约88MHz106MHz，而FM 是将讯号以同频载波，因此较会受到噪声影响讯号振幅的干扰。电视的影像以AM 传送，声音则以FM传送。此外人的高和FM 的波长相近，人体本身也是很好的导体，因此是错的天线。B. 微波频范围在1GHz 到100GHz 的范围属于微波（Microwave）。对应于真空中1.0mm到30cm 的波长（在同物质内电磁波的波长会改变）。微波可被用于地面和太空飞物的通讯，但上述的无线电波无法穿越大气的电离层。水分子本身是极性分子，于是在电场作用下将试图与电场方向一致，而微波炉所产生的电磁波（2.45GHz，12.2cm 的微波）使得水分子受影响而产生共振振荡，于是大吸收微波的能转换成水分子间的运动动能，也就是热能。微波除烹饪也用于电话通讯、警察的达测速等。C. 红外线1800 时William Herschel 测太阳光线经棱镜折射后各处所产生的热，却发现在红光外的边缘区域的温，竟然发生最多的改变，于是他认为有人眼所看见的光称为红外线。红外线的频从300GHz 到385THz（780nm）。物质当加温时皆会辐射出红外线，包含人体（约起于300nm 到最多于10000nm）或动物体温的温。红外线可穿透镜片或云层。底片也会对红外线感应，因此是很好的探测工具（间谍卫星）。红外线被用于追踪热源、夜间警卫与军事动探测或各种遥控器等。D. 可见光通常指波长从780nm390nm 的电磁波。人眼睛可看见的范围，可广至312nm1050nm，只是能见越来越差而已，且过的照射容对眼睛造成伤害。人眼对于白光的感觉，应该是源自于对于太阳光的感受。颜色并非光本身的特性，而是该频的光与视神经与脑海共同形成的感觉。因此对于黄光精确的说法是看起来黄色的光。在日光下人眼睛对于黄绿光范围的光线最敏感，太阳光谱最强的光线波长是560nm（2.2eV），因此戴上黄绿光绿色的眼镜片时物体的清晰（对比）最明显。E. 紫外线对应频范围约81014Hz 到2.41016Hz。对应约300nm 的太阳紫外光区会使皮肤晒黑或晒伤，约4eV 的能足以破坏C-C 碳分子的键结。当阳光通过大气层时，大部份的紫外光都因此被吸收，藉由臭氧层的作用，使得地球至于成为紫外线的杀菌室，波长短于300nm 的紫外光将会破坏蛋白质。物质反射可见光的能和反射紫外光一样，在沙滩或雪地的环境里，即使没有直接晒到阳光，可是附近环境所反射却看见的紫外线，依旧会伤害到人体，反过玻璃窗户，却会吸收大部份的紫外光，因此在屋内晒太阳只是会多汗，却是会将皮肤晒黑的。由于白内障而移除眼角膜的人，对于紫外光是有反应的，所以人的眼睛看见紫外光，主要是眼角膜吸收绝大多的紫外光。大气中的N2、O2、CO2 和H2O 的价电子，在紫外光区的共振也造成蓝色的天空。F. X 射线主要对应频在2.41016Hz 到51019Hz。由于能约100eV-200KeV，因此单独的X 光子，足以对物质起破坏作用。医学用的X 射线主要20keV-100keV 之间，藉由穿过人体时同区域被吸收的会同，经过全身各方向的X 射线扫瞄后的讯号，透过现代计算机程序计算，可以将身体内部3D 的结构清楚的显现，对于医学诊治很有帮助。X 射线的源，主要是原子的内层电子发生能阶跃迁时所产生。G. 射线主要对应于200keV（0.2MeV）以上的电磁波。原子核内的核子（质子与中子）也会有同的分布，也对应有同的能阶，由于原子核内的能阶高，当发生跃迁时产生射线。早期对于X 射线与射线的区分，在于能阶的跃迁起源与原子的内层电子或是由原子核的跃迁而。可是近代的加速器使得电子在加速（转弯也是加速）过程时，也会辐射出高能的X 射线或射线。主要用于科学研究或高科技用途。依据各个波段具有的能特征，可得知在非常低温下（接近绝对时），物质内的原子仅能辐射出无线电波和微波；当在摄氏左右（水的冰点）则原子可辐射红外光；在表面温约摄氏56 千的物质（如太阳表面），才会有可见光的辐射；在温百万的物体表面，就会有X 射线；到表面温达百亿的物体表面，也会有伽玛射线呈现。地球的大气层，仅有可见光和无线电波段的透明窗口，让可见光和无线电波可到达地面。 二.健康隐形的杀手01.电磁波对人体的危害电磁波辐射能量较低，不会使物质发生游离现象，也不会直接破坏环境物质，但在到处充满电子讯用品器材的现代生活，其电磁干扰特性却不可掉以轻心，因为它随时可能使人面临危害的境地。经实验研究和调查观察结果表明，电磁辐射对健康的危害是多方面的，复杂的，主要危害表现如下：. 对中枢神经系统的危害神经系统对电磁辐射的作用很敏感，受其低强度反复作用后，中枢神经系统机能发生改变，出现神经衰弱症候群，主要表现有头痛，头晕，无力，记忆力减退，睡眠障碍（失眠，多梦或嗜睡），白天打瞌睡，易激动，多汗，心悸，胸闷，脱发等，尤其是入睡困难，无力，多汗和记忆力减退更为突出这些均说明大脑是抑制过程占优势所以受害者除有上述症候群外，还表现有短时间记忆力减退，视觉运动反应时值明颢延长；手脑协调动作差，表现对数字划记速度减慢，出现错误较多. 对机体免疫功能的危害使身体抵抗力下降动物实验和对人群受辐射作用的研究和调查表明，人体的白血球吞噬细菌的百分率和吞噬的细菌数均下降此外受电磁辐射长期作用的人，其抗体形成受到明显抑制.对心血管系统的影响受电磁辐射作用的人，常发生血液动力学失调，血管通透性和张力降低由于植物神经调节功能受到影响，人们多以心动过缓症状出现，少数呈现心动过速受害者出现血压波动，开始升高，后又回复至正常，最后出现血压偏低；心电图出现R T 波的电压下降，这是迷走神经的过敏反应，也是心肌营养障碍的结果；P?Q间的延长，P 波加宽，说明房室传导不良此外，长期受电磁辐射作用的人，其心血管系统的疾病，会更早更易促使其发生和发展.对血液系统的影响在电磁辐射的作用下，周围血像可出现白血球不稳定，主要是下降倾向，白血球减少红血球的生成受到抑制，出现网状红血球减少对操纵雷达的人健康调查结果表明，多数人出现白血球降低此外，当无线电波和放射线同时作用人体时，对血液系统的作用较单一因素作用可产生更明显的伤害.对生殖系统和遗传的影响长期接触超短波发生器的人，可出现男人性机能下降，阳萎；女人出现月经周期紊乱由于睪丸的血液循环不良，对电磁辐射非常敏感，精子生成受到抑制而影响生育；使卵细胞出现变性，破坏了排卵过程，而使女性失去生育能力。高强度的电磁辐射可以产生遗传效应，使睪丸染色体出现畸变和有丝分裂异常妊娠妇女在早期或在妊娠前，接受了短波透热疗法，结果使其子代出现先天性出生缺陷（畸形婴儿）.对视觉系统的影响眼组织含有大量的水份，易吸收电磁辐射功率，而且眼的血流量少，故在电磁辐射作用下，眼球的温度易升高温度升高是造成产生白内障的主要条件，温度上升导玫眼晶状体蛋白质凝固，多数学者认为，较低强度的微波长期作用，可以加速晶状体的衰老和混浊，并有可能使有色视野缩小和暗适应时间延长，造成某些视觉障碍此外，长期低强度电磁辐射的作用，可促使视觉疲劳，眼感到不舒适和眼感干燥等现象.电磁辐射的致癌和致癌作用大部份实验动物经微波作用后，可以使癌的发生率上升一些微波生物学家的实验表明，电磁辐射会促使人体内的（遗传基因），微粒细胞染色体发生突变和有丝分裂异常，而使某些组织出现病理性增生过程，使正常细胞变为癌细胞美国驻国外一大使馆人员长期受到微波窃听所发射的高度电磁辐射的作用，造成大使馆人员白血球数上升，癌发生率较正常人为高又如受高功率远程微波雷达影响下的地区，经调查，当地癌患者急增微波对人体组织的致热效应，不仅可以用来进行理疗，还可以用来治疗癌症，使癌组织中心温度上升，而破坏了癌细胞的增生02.防止电磁波的10大对策医界对电磁波或其它游离波对人体健康影响的报告，至今仍未有定论；而随着磁场或电磁频率不同、强度有别，反应也不同；透过动物实验的证据，也不足以认定对人体会产生相同的影响，电磁波到底要多强？照射时间多久？才有致癌危险。电磁波对健康的影响，远不如抽烟对人体的危害，或是酒醉驾车可能产生的意外事故比率；如果真担心电磁波危害，最好让身体与电器保持三十公分以上距离，由于电磁波的强度与距离的平方成反比，只要切记保持距离，就可降低危害。1.尽量远离电器:距离愈远，受电磁波的影响愈小。2. 无