新知丨生活中的电磁辐射

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电磁辐射与电离辐射

电磁辐射在我们的生活周围很常见,电磁辐射即电磁能量以电磁波形式或者光量子形式发射或泄漏到空间的现象。它的传播速度即为人们通常所说的光速。举例说,正在发射讯号的射频天线,基站就会向四周辐射电磁波。电磁辐射根据频率或波长分为不同类型,如图1所示的电磁波谱。这些类型包括(按序增加频率):无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。从图中我们可以看到,波长最短的伽马射线仅为千分之一纳米,而最长的无线电波波长长达数十米,医院里CT机的X射线波长在1纳米左右。用来杀菌消毒的紫外线比可见光波长短,烤箱产生的用来加热食物红外线的波长则比可见光波长长,此外还有微波炉产生的波长为厘米量级,而收音机接受的短波波长为米量级。

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电磁波谱图

电磁波是以小微粒光子作为载体的。高频率(短波长)电磁波的光子会比低频率(长波长)电磁波的光子携带更多的能量。光子的能量不足以破坏分子化学键的电磁场称作“非电离性辐射”,组成我们现代生活重要部分的一些电磁场的人造来源,像电力、微波、无线电波等,在电磁波谱中处于相对长的波长和低的频率一端,它们的光子没有能力破坏化学键,这类电磁辐射对人体的伤害要小很多。一些电磁波的每个光子携带的能量可以大到拥有破坏分子间化学键的能力,被称作“电离性辐射”,在电磁波谱中,X光和伽马射线具有这种特性。这两种射线虽让在医学上很常用,但照射过量就会损害健康。通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。而X射线及伽马射线通常被认为是放射性辐射特性的。

电磁辐射对人体的危害

电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。

(1)热效应

人体是一个导体,像所有导体一样,人体受到无线电流和微波辐射后,会产生电流,从而引起人体发热。一般来说,我们所处的空间中的无线电波和微波是比较弱的,引起的发热非常小,完全可以忽略。太阳所发出的红外线和可见光是自然界中最强的电磁辐射,也是我们所处的环境中最强的电磁辐射源,红外线和可见光可以在人体的表层引起发热。根据以往的测试结果,手机辐射在头部引起的最大温升为0.194摄氏度,这对于人体来说无关紧要了。

(2)非热效应

人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界某些频率电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场可能遭到破坏,从而对人体的机能产生影响。

(3)累积效应

太阳除了向外辐射红外线和可见光外,还会辐射大量的能量较高的紫外线,这些紫外线对人体也是有益的,但过强的紫外线会灼伤皮肤,还有可能诱发皮肤癌。X射线、伽马射线属于高能电磁辐射,能够直接破坏人体内分子的分子结构,包括蛋白质、DNA等的结构,从而引起人体发生病变,并且会引起各种癌症。高能电磁辐射对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触高能电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕!

生活中的电磁辐射

只要不是处于绝对零度(摄氏温标零下273.15摄氏度)的物体均会向外界辐射电磁波,绝对零度在自然界里是不可能达到的,所以电磁波是无处不在的。人体内外均布满由天然和人造辐射源所发出的电能量和磁能量。闪电便是天然辐射源的例子之一。至于人造辐射源,则包括各种家用电器,如微波炉、电脑、电视机、空调、手机等,都会产生辐射,其中微波炉、手机以高频辐射为主,电视机、空调、电脑等以低频辐射为主。在普通环境下电磁波并不会对我们的健康产生危害,如果磁场强度控制在规定范围内对人体的作用是积极和有益的,比如市场出售的理疗机就是利用电磁辐射的温热作用达到消除炎症和治疗目的,因此关键问题是要把电磁辐射控制在安全范围内。如果长期暴露于高能级电磁波的环境下会对我们的健康造成损害。电磁波防护的三大原则:距离防护(与电磁波发射设施设备保持一个相对安全的距离)、时间防护(不在电磁波发射设施设备开启时进入安全的距离内)、屏蔽防护(依靠屏蔽设施电磁波的影响)。依靠三大原则可以有效的降低或避免生活中常见的电磁波的影响。

虽然电磁辐射看不见摸不着,但并不是虚无缥缈的,在专业仪器的科学测试下,它们无所遁形,是完全可测可量的。大家可用一个简单的监测方法来了解电器使用的安全距离:利用可接收AM(调幅)频道的收音机,打开后将频道调在没有广播的地方,并且靠近所要测量的电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品,就会发现收音机所传出的噪音突然变大。走出一段距离后,才会恢复原来较小的噪音量;这样就可以测出安全距离,平常生活中与这个电器保持测量出的安全距离即可。

日常辐射源对人体的影响

无绳电话:离5厘米就没事

无绳电话检测到的功率密度最大值为15微瓦/平方厘米。当检测仪器离开5~10厘米时,数据就跌落到1微瓦/平方厘米以下了。国家标准是40微瓦/平方厘米。

微波炉:工作时远离即可

大家都会担心微波炉泄露造成辐射。检测时紧挨门边,检测到的数据为5~10微瓦/平方厘米。当仪器距门10厘米时,检测到的数据是1~2 微瓦 /平方厘米。高频电器的国家标准都是40微瓦/平方厘米。微波炉的最大的检测结果仅为国家标准的1/8到 1/4之间。

微波炉辐射只有在工作时才会泄露,因此,在微波炉工作时远离它就会免受其害了。

高压输电线路:危害等同咖啡

咸菜不是不能吃,而是不能多吃,咖啡对人体有害还是有益更是没有定论。世界卫生组织就把它们列为对健康有害的“嫌疑类”,而高压输电线路的磁场危害也位列其中。检测到的数据显示,高压输电线路的磁场强度远远低于国家标准,可以忽略不计。

电脑主机:磁场危害被夸大

很多人担心电脑主机辐射对人体健康有危害,尤其是怀孕的人,更是远离电脑。检测辐射时紧挨机箱,其磁场强度仅为1~2微特。人们之所以担心其辐射主要是因为心理上恐惧而已。

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