1、什么是電磁輻射?
對輻射一般的理解就是由源向空間外傳播的現象,如太陽通過輻射將熱能傳遞到地球,篝火將熱能向周圍輻射等等,那么電磁輻射就是電磁由源向空間外傳播的現象。
在《電磁兼容術語》(GB/T4365-1995)中,對電磁輻射是這樣定義的:能量以電磁波形式由源發射到空間的現象,或能量以電磁波形式在空間傳播。
很多人以為電磁輻射很神秘莫測,甚至有人視為洪水猛獸,其實,這是對電磁輻射的誤解。只要我們科學、正確地認識電磁輻射,就會了解到電磁輻射其實是我們生活的“朋友”。
電磁輻射并不神秘,電磁輻射也是一種物質,就像我們身邊的衣服、食物、江河、空氣等物質一樣,只不過它們不是固態、液態,也不是氣態的,而是以一種看不見、摸不著的特殊形態存在。
我們人類本身就處在各種電磁輻射的包圍之中。人類生存的地球本身就是一個大磁場,天然磁場、太陽光、家用電器等都會發出強度不同的輻射。從某種意義上說,如果人的生存環境完全擺脫了電場、磁場,那么人類將無法適應。所以說,電磁輻射不神秘、不可怕,是我們生活時刻也離不開的“朋友”。
2、電磁輻射是如何產生的?
我們知道,物體間相互作用的力一般有兩種:一種是通過物體的直接接觸產生的,叫做接觸力。如摩擦力、碰撞力、推拉力等。另一種是不需要接觸就可以發生的,這種力叫做場力。例如,電力、磁力、重力等。
電荷的周圍存在著一種特殊的物質,叫做電場。它跟固態、液態、氣態的物質不一樣,看不見、摸不著,是一種特殊形態的物質。兩個電荷之間的相互作用并不是電荷的直接作用,而是一個電荷的電場對另一個電荷所發生的作用。也就是說,在電荷周圍的空間里,總是有電力在作用。因此,我們將有電力存在的空間稱為電場。磁場是電流在其所通過的導體周圍產生的具有磁力的一定空間。
電場和磁場是相互聯系、相互作用,同時并存的。由于交變電場的存在,就會在其周圍產生交變的磁場;磁場的變化,又會在其周圍產生新的電場。它們的運動方向互相垂直,并與自己的運動方向垂直。這種交變的電場和磁場的總和,就是我們所說的電磁場。
這種變化的電場和磁場交替地產生、由遠及近,并以一定速度在空間傳播的過程中不斷向周圍空間輻射能量,這種輻射的能量稱為電磁波,這種能量以電磁波形式由源發射到空間的現象稱為電磁輻射。
3、為什么說電磁輻射完全不同于核輻射?
電磁輻射與核輻射完全不同。核輻射是指來自于原子核的輻射,通過射線輻射能量。影響人類的核輻射主要有三種,即α、β、γ射線。而電磁輻射來自于電磁場,以電磁波的形式在空間傳播。有的人談及輻射就以為是核輻射,或者把電磁輻射等同于核輻射,從而以為電磁輻射也存在嚴重危害,這是不正確的。
4、電磁輻射有什么作用?
電磁輻射可謂神通廣大,在很多地方都能見到它的身影。具體應用的地方有:
(1)醫學應用:微波理療活血,治療腫瘤等
治療腫瘤的天線或輻射器可以將溫度控制在只殺死癌細胞的很窄溫度范圍內。電磁輻射熱療利用電磁能使局部組織升溫,提高血液循環,促進新陳代謝而達到治療的目的。
(2)傳遞信息:通信、廣播、電視等
通信主要有微波通信和長、短波通信,如手機、衛星電話。此外還有利用長、短波進行通信,如對講機。廣播是將聲音變成電流,然后通過發射天線以波的形式傳播出去。
(3)目標探測:雷達、導航、遙感等
雷達工作原理是發射機向探測的目標發送脈沖波,該脈沖波遇到探測目標能反射回來,于是就能測出反射波和發射機之間的時間間隔,從而得知探測目標與雷達所在地點的距離。
(4)感應加熱:電磁爐、高頻淬火、高頻熔煉、高頻焊接、高頻切割等
利用中、長波波段的高頻電磁場能量使導體或半導體本身發熱,達到熱加工的目的。
(5)介質加熱:微波爐、微波干燥機、塑料熱合機等
將非導體置于強電磁場內,其帶正電與負電的分子或原子在交變電磁場的作用下,以這個電場的頻率震蕩,“摩擦”而引起發熱,達到加工的目的。
(6)軍事應用:電子戰、電磁武器等
如海灣戰爭,美國首先查明了伊拉克軍隊使用的信號頻率,然后用相同頻率發出功率更強的信號,致使伊拉克軍隊的通信中斷指揮不暢、雷達迷盲、武器失控而陷入被動。
5、電磁輻射強度用什么單位表示?
通過對電磁輻射概念的了解,我們知道電磁輻射其實是一種能量,它對環境的影響大小主要取決于能量的強弱,用來表量其強度大小的單位主要有:
(1)功率 輻射功率越大,輻射出來的電、磁場強度越高,反之則小。功率的單位是瓦(W)。
(2)功率密度 指單位時間、單位面積內所接收或發射的高頻電磁能量。功率密度的單位是瓦/米2(W/m2)。例如,“40瓦/米2”可以簡單理解為1平方米面積上接受到40瓦的電磁能量。在高頻電磁輻射環境評估時功率密度常用MW/cm2表示。
(3)電場強度 是用來表示空間各處電場的強弱和方向的物理量。距離帶電體近的地方電場強,遠的地方電場弱。電場強度的單位是伏/米(V/m),在輸電線和高壓電器設備附近的工頻電場強度通常用kV/m表示。
(4)磁場強度 是用來表示空間各處磁場的強弱與方向的物理量,它的單位是安/米(A/m)。
(5)磁感應強度 表示單位體積、面積里的磁通量,用于描述磁場的能量的強度,單位是特斯拉或高斯(T或Gs)。
6、電磁輻射頻段如何分類
電磁場跨越的頻率范圍十分廣闊,從工頻(50Hz/60Hz)至微波段,與通信方面的作用差別很大,因而對人體健康的影響后果差別也很大。
通常電磁波的頻譜可粗略劃分為工頻(50Hz/60Hz)、射頻或高頻(103~108 Hz)和微波(>109 Hz)三個頻段。
| 頻段名稱 | 對應波段 | 縮寫名稱 | 頻率范圍 |
低 | 甚低頻 | 萬米波(甚長波) | VCF | 30Hz~30KHz |
低頻 | 千米波(長波) | CF | 30KHz~300KHz | |
中頻 | 百米波(中波) | MF | 300KHz~3000KHz | |
射 | 高頻 | 十米波(短波) | HF | 3MHz~30MHz |
甚高頻 | 米波 | VHF | 30MHz~300MHz | |
微 | 特高頻 | 分米波 | UHF | 300MHz~3GHz |
超高頻 | 厘米波 | SHF | 3GHz~30GHz | |
極高頻 | 毫米波、亞毫米波 | EHF | 30GHz~300GHz 300GHz~3000GHz | |
注:換算:1 KHz=1000Hz 1MHz=1000 KHz 1GHz=1000MHz |