生活中的电磁波

生活中的电磁波图为电磁波电磁波定义:电磁波（Electromagneticwave）:（又称：电磁辐射、电子烟雾）是能量的一种。电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780纳米之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。尽管如此，只有处于可见光频域以内的电磁波，才是可以被人们看到的。电磁波不需要依靠介质传播，各种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。产生电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。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，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁波首先由詹姆斯麦克斯韦于1865年预测出来，而后由德国物理学家海因里希赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在。麦克斯韦推导出电磁波方程，一种波动方程，这清楚地显示出电场和磁场的波动本质。因为电磁波方程预测的电磁波速度与光速的测量值相等，麦克斯韦推论光波也是电磁波。性质电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位臵之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速c(3X10A8m/s)。在空间传播的电磁波，距离最近的电场(磁场)强度方向相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长入，电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式C=入fo电磁波的传播不需要介质，同频率的电磁波，在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉，因为所有的波都具有波粒两象性折射、反射属于粒子性；衍射、干涉为波动性。和频率有很大的差别。电磁波用途无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程而在电视中，除了要像无线广播中那样处理声音信号外，还要将图象的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。无线电广播利用的电磁波的频率很高，范围也非常大，而电视所利用的电磁波的频率则更高，范围也更大。此外，电磁波还应用于手机通讯、卫星信号、导航、遥控、定位、家电（微波炉、电磁炉）红外波、工业、医疗器械等方面无线电波的应用无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程。而在电视中，除了要像无线广播中那样处理声音信号外，还要将图像的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。电磁波的电场（或磁场）随时间变化，具有周期性。在一个振荡周期中传播的距离叫波长。振荡周期的倒数，即每秒钟振动（变化）的次数称频率。很显然，波长与频率的乘积就是每秒钟传播的距离，即波速。令波长为入，频率为f，速度为V,得：入=V/f波长入的单位是米（m），速度的单位是米/秒（m/sec），频率的单位为赫兹（Hertz，Hz）。整个电磁频谱，包含从电波到宇宙射线的各种波、光、和射线的集合。不同频率段落分别命名为无线电波（3KHz3000GHz）、红外线、可见光、紫外线、X射线、丫射线（伽马射线）和宇宙射线。在19世纪末，意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。在此后的100年间，从3KHz直到3000GHz频谱被认识、开发和逐步利用。根据不同的持播特性，不同的使用业务，对整个无线电频谱进行划分，共分9段：甚低频（VLF）、低频（LF）、中频（MF），高频（HF）、甚高频特高频超高频极高频（EHF）和至高频，对应的波段从甚（超）长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、毫米波和丝米波（后4种统称为微波）。见下表。无线电频谱和波段划分段号频段名称频段范围（含上限不含下限）波段名称波长范围（含上限不含下限）1甚低频（VLF）330千赫（KHz）甚长波10010km2低频（LF）30300千赫（KHz）长波101km3中频（MF3003000千赫（KHz）中波1000100m4高频（HF）330兆赫（MH0短波10010m5甚高频（VHF）30300兆赫（MH0米波101m6特高频（UHF3003000兆赫（MH0分米波微波10010cm7超高频（SHF）330吉赫（GHz厘米波101cm8极高频（EHF30300吉赫（GHz毫米波101mm9至高频3003000吉赫（GHz丝米波10.1mm生活中存在的电磁波家里的电风扇、吹风机、果汁机、微波炉等都会放出电磁波。平常使用的无线通讯设备（如手机）也会放出电磁波电磁污染对人体的危害（1）电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一（2）电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害（3）电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育，导致视力、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落(5)电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。电磁波危害人们身体健康的机理热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，导致体温升高，从而影响到体内器官的正常工作。非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场将遭到破坏，人体也会遭受损伤。累积效应：热效应和非热效应对人体的伤害具有累积效应，其伤害程度会随时间和影响程度发生累积，久而久之会成为永久性病态。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使电磁波功率很小、频率很低，也可能被诱发意想不到的病变。如何防护电磁波的危害拔掉插头可防止电磁波：电器用品不使用时，最好将插头拔掉，避免室内环境受到电磁波的侵害。保持距离可减少电磁波：没错，距离越远，电磁波强度越弱。所以在使用电器用品像电脑、电视、电风扇、吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远离这些电器用品，以策安全。在今天数字化的家庭日益繁盛期，电磁波无穷无尽地都在空中，在我们身体周围交错飞扬，这并非言之过分。随着经济的发展和物质文化生活水平的不断提高，各种家用电器一一电视机、空调器、电脑、手机等已经成为现代都市家庭不可或缺的东西。然而，各种家用电器和电子设备在使用过程中会产生多种不同波长和频率的电磁波。在特定条件下，这些电磁波可能成为“电磁污染”，危害到人们的健康。另外，可每天服用一定量的维生素C或者多吃些富含维生素C的新鲜蔬菜，如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等；多食用新鲜水果如柑橘、枣等。饮食中也注意多吃一些富含维生素A、C和蛋白质的食物，如西红柿、瘦肉、动物肝脏、豆芽等；经常喝绿茶。这些饮食措施，可在一定程度上起到积极预防和减轻电磁辐射对人体造成伤害的作用。国家电磁波的环境标准与规定为控制现代生活中电磁波对环境的污染，保护人们身体健康，1989年12月22日我国卫生部颁布了环境电磁波卫生标准（GB917O88），规定居住区环境电磁波强度限制值：长、中、短波应小于IOV/m，超短波应小于5V/m，微波应小于10卩W/cm2我国有关部门还制订了电视塔辐射卫生防护距离标准，国家环保局也颁布了电磁辐射环境保护管理办法。电琏辐射强度安全情况级标准高频融小于10安全标准,对人術殳有任何影响彳魏融小于10V/m二级标准局频辐肘叶40W/cm2中间区对人体可帝来有害影响礦融t小于25V/m注：辐射值芭换算.100pw/cni2-（mG）针对移动通信发展状况，北京市环保局于2000年2月17日颁布了全国首例对电磁污染进行规范管理的北京市移动通讯建设项目环境保护管理规定（试行），以规范移动通信台（站）的建设和运行，防止其对环境造成电磁污染。该规定中明确了能够产生电磁辐射的移动通信台（站）在建设前均要履行环保审批手续，并要办理环保验收审批，经环保部门的监测，当地功率密度符合国家电磁辐射防护规定中的频率在20MHz3000MHz范围内、照射导出限值的功率密度在40卩W/cm2这一标准，才可正式投人使用，大于这一标准的必须停用或整改；建设蜂窝移动通讯基站前要预测用户密度分布，采用最佳频率复用方式，尽量减少基站个数；在居民楼上建设移动通信台（站），事前建筑物产权单位或物业管理单位必须征得所住居民意见；无线寻呼通信、集群通信天线最低允许高度不得低于40m,而蜂窝移动通信基站室外天线一般不得低于25m,发射天线主射方向50m范围内、非主射方向30m范围内，一般不得建高于天线的医院、幼儿园、学校、住宅等建筑；建设单位应在上述各类天线安装地点设臵电磁辐射警示牌。