电磁辐射与我们的身体(1)

分类: 科学生活 |
电磁辐射与我们的身体(1)
电磁辐射就是电磁波。变化的电场引起变化的磁场,变化的磁场又引起变化的电场,如此传播开来,就是电磁波。
由此可知,家里的所有电器,从最初使用的电灯到后来大量出现的每一种电器,冰箱、洗衣机、电视机、吹风机、电话、微波炉、空调、电磁炉、电脑、手机等等,都在发出电磁波。更进一步说,我们周围所有的实物都是由原子组成的,由于原子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成,只要不在绝对零度(-273.15),原子就都在振动,于是就都在发出电磁波。这样,在我们的周围电磁波无时不在无处不有。
既然电磁波在我们身边到处都有,那么它们对我们的身体有哪些影响呢?这需要具体地分析一下。先需要了解一下电磁波。然后看看各类电磁波都会给我们带来哪些影响。
电磁波可以用波长、频率、振幅、波速等物理量来量度。电磁波在真空中的传播速度就是光速,即每秒三十万公里。由于波长乘以频率就是光速,而光速不变,所以,知道了波长就知道了频率,反过来也是一样。我们既可以用波长也可以用频率来描述电磁波。频率越高,波长就越短。频率越低,波长就越长。
根据电磁波的波长差别,我们可以把电磁波分成若干类,如下图所示
波长最长的(1米以上)是无线电波,其中波长从长到短,分别称为长波、中波、短波,可用于广播、电视等。
波长从1毫米到1米的是微波。家庭用的微波炉用来加热食品的就是微波(一般用波长12厘米的微波)。我们的手机通讯也用微波,4G手机用的微波在30厘米附近,5G则在10厘米附近。
波长再短一点就是红外线,波长通常在0.7微米到1毫米。在红外线中,波长略长的称远红外,略短则称近红外(1微米是千分之一毫米)。
比红外线波长更短的,就是我们肉眼能够看得见的光线了,从0.76微米开始,随着波长的变短,光线的颜色是红变到紫。正因为我们人类的眼睛能够感觉到波长为从0.76微米到0.4微米,把这个波段的电磁波称为可见光。
到了比0.4微米的紫光波长更短的电磁波,我们又看不见了,它的波长在可见光谱的紫光之外,所以称为紫外线、也叫紫外光。
比紫外线波长更短的,通常称为X射线即X光,它的波长在0.01纳米到10纳米之间(1纳米是千分之一微米)。
比X射线波长更短的是伽玛射线,它的波长小于0.01纳米。
所以,无线电波、微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线、伽玛射线都是电磁波,不过就是波长不同,从长波无线电波的上千米,一直到伽玛射线的亿亿分之一米。
我们注意到无线电波和微波被称为波,后面的从红外线开始就都称“线”了。
与我们人的眼睛看得到物体即所谓宏观物体相比,无线电波、微波的波长都比较长,对于不大的宏观物体它们都能够绕过去。换句话说,它们很明显地显示出波动的特点,所以称为波。
而后面这些的波长对于我们的视觉来说就显得太小了。他们的传播有明显的直线前进特点。所以,从红外线开始,我们更多的用“线”,或者称“光”,如红外光、紫外光、X光、伽玛光等等。称波还是称线(或光),主要是从他们的传播特点出发。
从量子力学的观点说,电磁波与其他物质一样,都有波粒两重性。在波长较长的情况下,更多的显示其波动的性质,波动能量的大小由振幅表征;而在波长很短的情况下,则更多的显示其粒子性的一面,波长越短,光子的能量越大。光子数量越多,总的能量越大。
(未完待续)