一、前言
這是一篇專(zhuān)為具有一定電子技術(shù)知識(shí)以及對(duì)電磁場(chǎng)理論有一定理論基礎(chǔ)及對(duì)量子力學(xué)感興趣的人寫(xiě)的警示文章,對(duì)非技術(shù)人員同樣具有警示作用,希望大家少用具有高頻輻射的電子產(chǎn)品,少用電磁爐,少用手機(jī),因?yàn)殡姶泡椛鋼p害人體健康。
二、從男士的捐精廣告談起
根據(jù)最近新聞報(bào)道,由于中國(guó)年輕男子精子存活率嚴(yán)重下降,不孕癥逐年增加,人工授精的數(shù)量正在不斷增多,使得全國(guó)精子庫(kù)的存量嚴(yán)重缺貨。很多大學(xué)生捐精已經(jīng)超過(guò)4次,這個(gè)從法律或道德上來(lái)講,都是難以令人接受的,因?yàn)椋?jīng)過(guò)若干年之后,很多夫妻可能就是屬于兄妹結(jié)婚。為了保證人類(lèi)的健康繁衍,國(guó)外很多國(guó)家的法律都已規(guī)定,捐精者一生中只能捐獻(xiàn)精子一次。
我們從很多醫(yī)院的廣告中都可以看到,專(zhuān)為男士設(shè)醫(yī)問(wèn)藥的廣告隨處可見(jiàn),這是十幾年前很少看到的。這些都說(shuō)明,今日的中國(guó)男士已經(jīng)雄風(fēng)不再,中國(guó)足球沖不出亞洲可能就是因?yàn)檫@個(gè)原因。
現(xiàn)在,很多醫(yī)院的醫(yī)生都認(rèn)為,造成中國(guó)男士精子存活率嚴(yán)重下降的原因,是因?yàn)槟贻p人的心理壓力和工作壓力太大而造成的;在網(wǎng)上,還看到很多關(guān)于對(duì)中國(guó)男士精子存活率嚴(yán)重下降原因論述的文章,其中可數(shù)以吃轉(zhuǎn)基因食品造成中國(guó)男士精子下降原因的文章最多,隨便GOOLE一下,大約可列出160多萬(wàn)條與轉(zhuǎn)基因食品相關(guān)的信息。很多人還認(rèn)為,這是美帝國(guó)主義的陰謀……。這種理由,與把某天刮西北風(fēng)的原因關(guān)聯(lián)在一起一樣荒謬。
每當(dāng)我看到某個(gè)男科醫(yī)院的廣告的時(shí)候,立刻就產(chǎn)生想寫(xiě)一篇關(guān)于電磁輻射對(duì)人體健康有害文章的沖動(dòng),以告誡人們少用具有高頻輻射的電子產(chǎn)品,這樣不但可以讓那些經(jīng)常跑醫(yī)院的人們少付一筆昂貴的醫(yī)療費(fèi),還可以使他們?cè)诰裆嫌辣G啻夯盍ΑR驗(yàn)榻?jīng)常使用那些具有高頻輻射的電子產(chǎn)品,特別是經(jīng)常使用大功率電磁爐和手機(jī)等強(qiáng)電磁輻射產(chǎn)品會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體健康。
一直以來(lái),人們對(duì)電磁輻射這個(gè)概念都是感到很陌生的,只有接觸過(guò)強(qiáng)電磁輻射人,才能體驗(yàn)到電磁輻射對(duì)人體健康的危害。比如,從事電焊的工人,當(dāng)不小心讓皮膚裸露,被電焊時(shí)所發(fā)出的強(qiáng)烈光線照射到時(shí),皮膚就會(huì)出現(xiàn)紅腫,幾天以后皮膚還會(huì)出現(xiàn)脫皮,這就是皮膚被高頻電磁場(chǎng)照射后出現(xiàn)的嚴(yán)重后果,因?yàn)殡姾缸鳂I(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射。
最容易讓你理解的例子就是用微波爐加熱食品,微波爐對(duì)食品進(jìn)行加熱就是通過(guò)磁控管產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng),使食品在高頻電磁場(chǎng)中產(chǎn)生極化,并產(chǎn)生位移電流,當(dāng)位移電流在食品中流動(dòng)時(shí)就會(huì)發(fā)熱,從而達(dá)到加熱的目的。如果在人體的周?chē)嬖诤軓?qiáng)的電磁場(chǎng),人體同樣也會(huì)被電磁場(chǎng)“加熱”。
還有那些從事X光透視或磁共振檢查的醫(yī)生,他們都知道X光或磁共振產(chǎn)生的電磁輻射會(huì)對(duì)他的身體有損害,所以他們工作時(shí)都要穿上防輻工作服,以防止機(jī)器產(chǎn)生的漏輻射對(duì)他身體的傷害。
為了使人們更詳細(xì)地了解高頻電磁場(chǎng),或高頻輻射對(duì)人體健康的損害,在這篇文章里,我將用比較長(zhǎng)的篇幅來(lái)對(duì)電磁輻射的原理,以及其對(duì)人類(lèi)健康所造成的影響進(jìn)行比較詳細(xì)的分析,以增強(qiáng)人們對(duì)輻射的理解。首先我們先與大家交流一下,什么是輻射?
三、什么是輻射
簡(jiǎn)單地說(shuō),“輻射”是宇宙中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種屬性。從微觀方面來(lái)說(shuō),當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)(粒子)正在脫離原來(lái)正常運(yùn)行的軌道,或從一種能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N能量狀態(tài)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生輻射;從宏觀方面來(lái)說(shuō),輻射是宇宙中運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)在重新進(jìn)行分布。
對(duì)于輻射來(lái)說(shuō),大的,可以是星球爆炸時(shí)產(chǎn)生的各種物質(zhì)散射,較小一些的,如太空中飛向地球的隕石;再小的,如核輻射(通常稱(chēng)之為放射性),即,原子核從一種結(jié)構(gòu)或一種能量狀態(tài),轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)或另一種能量狀態(tài)過(guò)程中所釋放出來(lái)的微觀粒子流;更小的,就是目前我們所知道的電磁輻射。
電磁輻射又分電場(chǎng)輻射和磁場(chǎng)輻射,這兩種輻射在傳播過(guò)程中是可以互相轉(zhuǎn)換的,所以人們都稱(chēng)它們?yōu)殡姶挪ā.a(chǎn)生電場(chǎng)輻射的原因,是因?yàn)閹щ娢矬w的電荷在重新進(jìn)行分布,而產(chǎn)生磁場(chǎng)輻射的原因,是因?yàn)榱鬟^(guò)導(dǎo)體中的電流大小和方向在不斷地在改變。例如,當(dāng)某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的位能產(chǎn)生變化時(shí),整個(gè)宇宙空間中的電磁場(chǎng)都會(huì)重新進(jìn)行分布,并以每秒鐘30萬(wàn)公里的速度進(jìn)行傳播,因此,電場(chǎng)、磁場(chǎng)輻射無(wú)處不在。
目前,在人類(lèi)所認(rèn)識(shí)的所有物質(zhì)中,電磁場(chǎng)是已知物質(zhì)中質(zhì)量最小的物質(zhì),因此,它可以穿透所有介質(zhì),并使介質(zhì)中的電磁場(chǎng)物質(zhì)重新進(jìn)行分布。電磁場(chǎng)的屬性一直以來(lái)還是人們爭(zhēng)議最熱烈的問(wèn)題。有人認(rèn)為電磁場(chǎng)與光同屬于一種物質(zhì),但在試驗(yàn)中又發(fā)現(xiàn)光有二重性,即光既是一種由光量子組成的物質(zhì),同時(shí)也是一種幾率波。對(duì)于幾率波,我們只能認(rèn)為它是一種由多種運(yùn)動(dòng)方向各不相同的粒子互相碰撞時(shí)產(chǎn)生的宏觀運(yùn)動(dòng),這兩種理論一直以來(lái)都是互相矛盾的。
但如果把電磁場(chǎng)看成是一種幾率波,并且把光也看成是屬于電磁場(chǎng)的范疇,那么,在宇宙中必然還要存在一種或多種質(zhì)量比光量子更小的物質(zhì),來(lái)作為光的載體,這樣,光量子也就不存在了,而這種質(zhì)量比光量子更小的物質(zhì),其運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)該比光速更快,但這種質(zhì)量比光量子更小的物質(zhì)至今還沒(méi)有被人發(fā)現(xiàn)或被人承認(rèn),但沒(méi)有被發(fā)現(xiàn),就不等于這種物質(zhì)不存在,因?yàn)槲覀兊母行云鞴俚撵`敏度現(xiàn)在還無(wú)法直接感覺(jué)到比光更小的物質(zhì)存在。不過(guò),愛(ài)因斯坦的粉絲們是一定不會(huì)承認(rèn)這種物質(zhì)存在的,因?yàn)椋鶕?jù)愛(ài)因斯坦的理論,當(dāng)物體的速度超過(guò)光速時(shí),其質(zhì)量將變成無(wú)窮大。
現(xiàn)在,已經(jīng)沒(méi)有人懷疑,宇宙是由物質(zhì)組成的,“宇宙”的意思就是“一切物質(zhì)及其存在形式的總體”;但宇宙到底是由什么物質(zhì)組成的?這個(gè)問(wèn)題,現(xiàn)在人們還很難做出精確的回答。
因?yàn)椋覀儗?duì)事物的認(rèn)識(shí)基本上都是通過(guò)感性來(lái)認(rèn)識(shí)的,在元素周期表被發(fā)明之前,大多數(shù)人都認(rèn)為,物質(zhì)是可以無(wú)限地進(jìn)行分割的,即一個(gè)面包可以用一分為二的方法無(wú)限地分割下去。但自從元素周期表被發(fā)明之后,人們的觀念立刻就開(kāi)始改變了,人們只好相信,物質(zhì)是由不同的元素組成的,即物質(zhì)的最小單位是元素。
然而,這個(gè)觀念剛剛誕生不久,由于放射性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),元素不可分的概念被打破了,人們又開(kāi)始認(rèn)為,物質(zhì)還是可以無(wú)限地進(jìn)行分割的,不過(guò),在對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分割時(shí),還需得按當(dāng)量,一份一份地來(lái)分,即,物質(zhì)的質(zhì)量分布不是連續(xù)的,而是階躍式的,為此,量子力學(xué)的概念在上個(gè)世紀(jì)初就開(kāi)始誕生了。目前,位于歐洲的世界上最大的高能物理實(shí)驗(yàn)室的上千名科學(xué)家都在忙于對(duì)不同物質(zhì)進(jìn)行分割試驗(yàn)。
根據(jù)元素周期表,人們?cè)谧匀唤缰幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)的元素有90多種,人工制造的元素大約有20多種,這些元素就是組成宇宙中各種化學(xué)物質(zhì)或物體的要素。但這些元素基本上都屬于明物質(zhì),即這些物質(zhì)都是可以通過(guò)人類(lèi)的感官和試驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)的,但宇宙中還有非常多物質(zhì),人類(lèi)至今還無(wú)法通過(guò)感官或試驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)它,這些物質(zhì)人們暫時(shí)把它稱(chēng)為暗物質(zhì)。
自從哥白尼1543年5月24日發(fā)表他的偉大著作《天體運(yùn)行論》以后,相信物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的人越來(lái)越多,但人們也會(huì)反問(wèn),既然物質(zhì)都在運(yùn)動(dòng),而物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式不外只有兩種:一種是做直線運(yùn)動(dòng),另一種是做曲線運(yùn)動(dòng);如果物質(zhì)全部都做直線運(yùn)動(dòng),那么所有的物體都必然會(huì)散架,物質(zhì)就不可能能聚合在一起;而如果物質(zhì)在做曲線運(yùn)動(dòng),那么支配這些物質(zhì)做曲線運(yùn)動(dòng)的力又從何而來(lái)?
第一個(gè)回答這個(gè)問(wèn)題的是牛頓,他提出了萬(wàn)有引力的理論。即:任何物體之間都存在著吸引力,吸引力的大小與物體的質(zhì)量成正比,與距離的平方成反比。這個(gè)理論雖然能夠很好地解決了天體運(yùn)行中各個(gè)行星與恒星之間的相對(duì)位置,即:各行星的運(yùn)動(dòng)軌跡,但還是無(wú)法解答人們繼續(xù)對(duì)他的提問(wèn):這個(gè)吸引力從何而來(lái),或這個(gè)吸引力是怎么產(chǎn)生的?而后,牛頓為了解答這個(gè)問(wèn)題,竟花了他后半生的全部精力來(lái)做這個(gè)研究,但最終還是沒(méi)有結(jié)果。直到現(xiàn)在,還是無(wú)人能夠回答這個(gè)問(wèn)題。
我們通過(guò)對(duì)地球圍繞著太陽(yáng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)就可以知道:地球圍繞著太陽(yáng)不停地旋轉(zhuǎn),這說(shuō)明地球本身具有動(dòng)能,如果地球只是做直線運(yùn)動(dòng),這個(gè)動(dòng)能是很容易理解的,但地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)是屬于曲線運(yùn)動(dòng),那么改變地球運(yùn)動(dòng)方向的力是從何而來(lái)?我們不能簡(jiǎn)單地用牛頓萬(wàn)有引力的概念就可以把地球作曲線運(yùn)動(dòng)的原理蒙混過(guò)關(guān),雖然,現(xiàn)在還沒(méi)有人能夠?qū)@種力——給地球改變運(yùn)動(dòng)方向的力,做出完滿(mǎn)的解釋?zhuān)藗儾⒉粦岩桑欢ㄓ幸环N暗物質(zhì)在支配著地球在做曲線運(yùn)動(dòng),因?yàn)槲镔|(zhì)是力的載體,離開(kāi)了物質(zhì),單獨(dú)的力是不存在的。
有人把這種暗物質(zhì)稱(chēng)為“場(chǎng)”,即在地球與太陽(yáng)之間存在一種或多種支配地球做曲線運(yùn)動(dòng)的暗物質(zhì),當(dāng)然這種暗物質(zhì)也在不停地運(yùn)動(dòng)。同理,在原子核內(nèi)部也存在一個(gè)“核力場(chǎng)”,如果沒(méi)有這個(gè)核力場(chǎng)的存在,那么,多個(gè)原子也不可能聚合在一起,電子也不會(huì)環(huán)繞原子核做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);同樣,在磁鐵的周?chē)泊嬖谝粋€(gè)“磁力場(chǎng)”,要么,兩個(gè)磁鐵之間就不會(huì)產(chǎn)生作用力;同理,在帶電物體的周?chē)餐瑯哟嬖谝粋€(gè)“電力場(chǎng)”,要么,兩個(gè)帶電體之間也不會(huì)產(chǎn)生作用力。
由此可知,在宇宙中,最少存在著4種力在支配著所有物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。這4種力依強(qiáng)弱次序排列分別為:核力、磁力、電場(chǎng)力、重力。宇宙中所有物質(zhì)的微觀運(yùn)動(dòng)就是由這四種力來(lái)支配的,我們所看到的一切,都是物質(zhì)微觀運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果;或者說(shuō),我們所看到的物質(zhì)形態(tài)變化,都是物質(zhì)微觀運(yùn)動(dòng)時(shí)互相作用的平均值,因?yàn)椋壳拔覀冞€無(wú)法觀察物質(zhì)的“微觀”運(yùn)動(dòng)。
直到現(xiàn)在為止,人們還無(wú)法知道,宇宙中支配所有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的這四個(gè)力是怎樣產(chǎn)生的,估計(jì)要等到上述4種力都能夠用一個(gè)最基本的力來(lái)取代之后,人們才有可能給這個(gè)“場(chǎng)”字下一個(gè)比較精確的定義。即是說(shuō),還有很多暗物質(zhì)人們現(xiàn)在還無(wú)法知道。
在現(xiàn)代物理學(xué)中,當(dāng)人們對(duì)理論的追求達(dá)到一定深度之后,很多物理概念只能靠想象力來(lái)產(chǎn)生,然后才有人不斷地想方設(shè)法去證明它,但并不是所有想象出來(lái)的物理概念,都是可以通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)得以證明的。上述4種力的存在形式就仍需人們進(jìn)行不懈努力,不斷地用試驗(yàn)去證明它。
舉一個(gè)類(lèi)似的例子。1899年,28歲的盧瑟福通過(guò)用鈾射線穿透鉛箔的試驗(yàn),從此建立了原子核模型,即:任何物質(zhì)都是由原子組成,原子又由原子核和電子組成,電子圍繞著原子核做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)原子核模型當(dāng)時(shí)只不過(guò)是一種假設(shè)而已,但是人們根據(jù)他的這個(gè)假說(shuō)還是解決了很多以前無(wú)法解釋的理論問(wèn)題,并且通過(guò)各種試驗(yàn),他的這個(gè)假說(shuō)也在不斷的得到驗(yàn)證。
四、電磁輻射對(duì)人體健康的損害
很多案例都已經(jīng)證明,電磁輻射會(huì)損害人類(lèi)的健康。例如,經(jīng)常從事電焊或微波作業(yè)的男士,很容易患上男性不育癥,這種職業(yè)病早在幾十年前就已有定論。這是因?yàn)殡姾笗r(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射,電磁輻射不但會(huì)損傷人體的皮膚,同時(shí)還會(huì)損傷男子的精子生產(chǎn)系統(tǒng),破壞精子的DNA結(jié)構(gòu),使DNA不能正常拷貝或產(chǎn)生錯(cuò)誤。
前面已經(jīng)指出,光也屬于一種電磁輻射,是一種波長(zhǎng)很短,頻率很高的電磁波,可見(jiàn)光的波長(zhǎng)大約在400到700納米之間,其頻率大約在420THz~750THz之間。電焊時(shí)不但會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的光波輻射,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些肉眼看不到的紅外線和紫外線以及其它頻率不同的電磁波,這些都屬于高頻電磁輻射。只要在載流體中有強(qiáng)大的電流脈沖流過(guò)或高壓脈沖產(chǎn)生,在其周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的交變電磁場(chǎng),而高頻電磁輻射與核輻射一樣,對(duì)人體都會(huì)產(chǎn)生不同程度的傷害。
目前,人們都認(rèn)為,電磁波的傳播有兩種方式,一種是以光的形式進(jìn)行傳播,光的傳播可用惠更斯定理來(lái)進(jìn)行分析,如光可以通過(guò)相位同步和聚焦使物體局部產(chǎn)生高溫,激光手術(shù)刀就是其中的一個(gè)例子;另一種是以交變電磁場(chǎng)的方式進(jìn)行傳播,交變電磁場(chǎng)的傳播方式則可用麥克斯韋方程來(lái)分析,即,當(dāng)某處的電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí),在其周?chē)拇怪泵娣较蛞矔?huì)感應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場(chǎng),兩者之間的能量在傳播過(guò)程中互相可以交替變換,故人們把它稱(chēng)之為電磁波。
之所以電磁波的傳播方式可以分為兩種,這是由于電磁波具有二重性所決定的。電磁波的頻率越高,就越接近光量子的特性;而頻率越低,就越接近交變電磁場(chǎng)的特性。
雖然光也屬于電磁波,兩者在空氣中的傳播速度基本一樣,都是每秒約30萬(wàn)公里,但它們?cè)谄渌橘|(zhì)中傳播,頻率較低的電磁波與頻率較高的光,兩者的傳播速度是不完全相同的。這是因?yàn)殡姶挪ㄔ诮橘|(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)的導(dǎo)磁率以及電容系數(shù)有關(guān),電磁波在介質(zhì)中傳播,就相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(交流電壓)在對(duì)無(wú)數(shù)個(gè)分布電感和無(wú)數(shù)個(gè)分布電容不斷進(jìn)行充放電。因此,電磁波在介質(zhì)中的傳播速度,與介質(zhì)的導(dǎo)磁率和電容系數(shù)二者的幾何平均值的大小成反比。
人體受電磁輻射的損傷程度除了與電磁輻射源的輸出功率有關(guān)之外,還與頻率有關(guān)。一般人們都認(rèn)為,微波對(duì)人體的傷害特別大。因?yàn)槲⒉ㄊ且环N頻率比較高的電磁波,一般人們都把頻率為300MHz-300GHz的電磁波稱(chēng)為微波。
微波對(duì)眼睛的損傷是很容易證明的,為了證明微波作業(yè)是一種有害作業(yè),曾經(jīng)有人用兔子做過(guò)試驗(yàn),把兔子的眼睛對(duì)著微波發(fā)生器的波導(dǎo)口,然后用輸出功率大約為20毫瓦,波長(zhǎng)為3公分(CM)的微波照射10秒鐘,兔子的眼睛立刻就會(huì)失明好幾個(gè)小時(shí);如果照射10分鐘,兔子的眼睛將會(huì)失明好幾個(gè)天,甚至永遠(yuǎn)失明,因?yàn)橥米拥难劬σ呀?jīng)無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的正常狀態(tài)。
在一些經(jīng)常從事微波作業(yè)的場(chǎng)所,如微波天線測(cè)量,以及雷達(dá)調(diào)試,一般都要求工作人員穿防輻工作服和帶防輻眼鏡,以保護(hù)身體以及眼睛不受高頻輻射的傷害,這個(gè)早已是一種基本常識(shí)。
頻率越高,電磁輻射對(duì)眼睛的損害也越嚴(yán)重。例如,波長(zhǎng)大約在400到700納米之間,或頻率大約在420THz~750THz之間的電磁輻射,對(duì)眼睛的損傷要比其它同樣功率的電磁輻射造成的損傷嚴(yán)重很多。這是因?yàn)椋@個(gè)頻率的交變電磁場(chǎng)在眼睛感光膜中感應(yīng)產(chǎn)生的位移電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它頻率的電磁場(chǎng)在眼睛感光膜中感應(yīng)產(chǎn)生的位移電流。
如果有人感興趣,自己也可以做一個(gè)很簡(jiǎn)單的試驗(yàn)。方法是用一個(gè)LED手電筒對(duì)著自己的眼睛照射半秒鐘,爾后你就會(huì)感覺(jué)到,你的眼睛將會(huì)暫時(shí)失明好幾分鐘。為了讓你對(duì)電磁輻射對(duì)人體影響的程度有所了解,不妨我們也拿LED手電輸出電磁波的能量來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算。
假設(shè)LED手電工作時(shí),LED燈損耗的功率為1W,LED燈的光電轉(zhuǎn)換效率為100流明/瓦(目前最高為160流明/瓦)。如果把光電轉(zhuǎn)換效率換算成光波的輸出功率(1瓦功率無(wú)損轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)為555納米可見(jiàn)光的通量為683流明),則100流明/瓦就等于140毫瓦的光波功率輸出。
上面計(jì)算結(jié)果表示,當(dāng)你拿LED手電來(lái)做實(shí)驗(yàn)時(shí),你已經(jīng)接受了輸出功率約為140毫瓦的光波輻射,但你受到輻射功率的大小還需要乘以一個(gè)與距離的平方(成反比)和照射面積(成正比)相關(guān)的系數(shù),即,你真正受到輻射功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于140毫瓦。
當(dāng)被輻射物體的幾何尺寸與電磁波的波長(zhǎng)可比擬時(shí),在被輻射物體中就會(huì)產(chǎn)生很大的位移電流。如果,被輻射物體屬于絕緣體,位移電流僅限于在單個(gè)分子或幾個(gè)分子之間移動(dòng),即分子在電磁場(chǎng)的作用下被極化帶電,被極化帶電的分子相當(dāng)于多個(gè)充了電的電容器互相串聯(lián);如果,被輻射物體屬于導(dǎo)體,位移電流將在整個(gè)導(dǎo)體中流動(dòng),使導(dǎo)體一端帶正電,另一端帶負(fù)電,充了電的導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè)充滿(mǎn)電的電容器。對(duì)于人體,它既不是絕緣體,也不完全是導(dǎo)體,而是介于兩者之間,因此它相當(dāng)于在每個(gè)電容上都需要并聯(lián)一個(gè)電阻。
這里特別指出,位移電流在物體中流動(dòng)是不需要電流回路的,不管是導(dǎo)體或者是絕緣體,只要在物體的周?chē)嬖诮蛔冸姶艌?chǎng),在物體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生位移電流。位移電流的大小不僅與電磁場(chǎng)的強(qiáng)度有關(guān),還與電磁場(chǎng)的交變的頻率有關(guān),以及與導(dǎo)體中載流子的遷移率有關(guān),和與物體的長(zhǎng)度有關(guān)。
當(dāng)導(dǎo)體的長(zhǎng)度正好等于四分之一或半個(gè)波長(zhǎng)時(shí),在導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生非常大的位移電流,這種現(xiàn)象稱(chēng)為諧振。
我們可以舉個(gè)簡(jiǎn)單例子來(lái)對(duì)諧振現(xiàn)象進(jìn)行解釋。假設(shè)有一個(gè)兩端封閉的水槽,有人站在水槽的中間用手把水來(lái)回劃動(dòng),水槽中的水就會(huì)以波浪的形式跟著手劃動(dòng)的方向在水槽中移動(dòng),即,傳播;當(dāng)波浪傳播到水槽兩端的時(shí)候,波浪撞擊到水槽的墻壁就會(huì)產(chǎn)生反射,反射波將會(huì)與正在前進(jìn)中的波浪進(jìn)行疊加,如果水槽的長(zhǎng)度正好等于波浪傳輸速度的四分之一,或四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍,則迭加的結(jié)果將會(huì)使波浪的幅度增加。當(dāng)手劃動(dòng)水的頻率以及相位與波浪變化的頻率以及相位二者完全同步的時(shí)候,水槽中水的波浪將越來(lái)越大。這個(gè)原理與蕩秋千的原理很相似,最后,只需要用很小一點(diǎn)力,就可以把秋千蕩起來(lái)。
在這個(gè)例子中,水槽相當(dāng)于導(dǎo)體,而水槽中的水就相當(dāng)于導(dǎo)體中的載流子,人手的作用就相當(dāng)于交變電場(chǎng)的作用,水在水槽中來(lái)回流動(dòng)相當(dāng)于導(dǎo)體中位移電流。如果你仔細(xì)觀察,水槽中水流動(dòng)的速度處處都是不同的,這說(shuō)明在導(dǎo)體中位移電流的大小也處處不相同,并且位移電流的大小時(shí)刻在變化。這個(gè)例子說(shuō)明,不同頻率的電磁波對(duì)于不同長(zhǎng)度的物體產(chǎn)生輻射所造成的結(jié)果是不一樣的。
通過(guò)上面對(duì)電磁場(chǎng)的輻射原理進(jìn)行分析,雖然我們現(xiàn)在還無(wú)法定量證明電磁輻射對(duì)人體健康損害的精確程度,但大部分人還是會(huì)相信,電磁輻射是一定會(huì)對(duì)人體健康造成損害的,只是程度多少的問(wèn)題。下面我們以手機(jī)為例,分析一下手機(jī)產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)人體健康的影響。
手機(jī)的工作頻率一般都分為兩個(gè)頻段:900MHz或1800MHz,較早期的手機(jī)大部分工作頻率為900mHz,而后期的手機(jī)大部分工作頻率為1800MHz。對(duì)于工作頻率為1800MHz的手機(jī),其工作頻率在空氣中的波長(zhǎng)為0.167米,而四分之一波長(zhǎng)為0.042米。如果人體被作為接收天線,只要人體某個(gè)部分的長(zhǎng)度大于四分之一波長(zhǎng),人體對(duì)手機(jī)的電磁輻射就有很強(qiáng)的接收能力;當(dāng)接收天線的面積大于以四分之一波長(zhǎng)為半徑園的面積時(shí),輻射到此面積上的電磁波,大部分將被吸收。
手機(jī)發(fā)射的電磁波信號(hào)一般都是垂直極化波,如果我們把手機(jī)發(fā)射信號(hào)看成是從一個(gè)點(diǎn)向水平方向的4個(gè)面發(fā)射,則打電話(huà)時(shí),人體作為接收天線,正好接收了手機(jī)從一個(gè)水平方向發(fā)過(guò)來(lái)的全部信號(hào),即,人體接收了手機(jī)發(fā)射信號(hào)功率的四分之一。如果手機(jī)的發(fā)射功率(峰值功率)為4瓦(一般手機(jī)發(fā)射信號(hào)的峰功率為3~5瓦),則人體就相當(dāng)于接收了手機(jī)將近1瓦的峰值功率。
對(duì)于1瓦的峰值功率,如果用于對(duì)人體的皮膚進(jìn)行加熱,這算不了什么,但如果讓1瓦功率對(duì)應(yīng)的電壓和電流(功率=電壓X電流)通過(guò)人體的心臟,此人將會(huì)即刻斃命。因?yàn)椋鬟^(guò)人體的安全電流極限值是3毫安,而1瓦功率和3毫安電流所對(duì)應(yīng)的電壓為333伏。這與人體的兩個(gè)手觸摸到333伏的電壓(假說(shuō)人體的電阻為100K)時(shí)的情況是等效的。
如果讓1瓦峰值功率的高頻輻射長(zhǎng)期作用于人體的一些敏感器官上,比如男性的生殖器官,你想會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題?
男性的生殖器是產(chǎn)生精子的地方,而精子和卵子結(jié)合后形成受精卵,這個(gè)受精卵就是一個(gè)人類(lèi)起源的一個(gè)全能干細(xì)胞。這個(gè)全能干細(xì)胞可以無(wú)限增殖并分化成為全身200多種細(xì)胞類(lèi)型,從而可以進(jìn)一步形成人體的任何組織或器官,最終發(fā)育成一個(gè)完整的人。如果這個(gè)全能干細(xì)胞在受精前就已經(jīng)有所缺失,則后面造人的過(guò)程將會(huì)前功盡棄。
由于電磁場(chǎng)在介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)對(duì)介質(zhì)中的分子產(chǎn)生作用力,使分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變,很強(qiáng)的電磁力將會(huì)把精子或卵子產(chǎn)生電離,使之失去生存能力,較弱一些的電磁力則會(huì)改變物質(zhì)分子的排列,使精子和卵子的染色體(DNA,也叫遺傳因子)排列出錯(cuò),使全能干細(xì)胞在繁殖過(guò)程中出現(xiàn)異常。
很多男士都喜歡把手機(jī)裝在褲兜里,因此,我們更有理由認(rèn)為,使用手機(jī)是致使中國(guó)男士精子存活率嚴(yán)重下降的主要原因。另外,從男士精子存活率下降時(shí)間表上也可得到佐證,即,手機(jī)普及率越高,男士精子存活率下降的速度就越快。
當(dāng)然,我們還不能把這一功勞全部歸功于手機(jī),因?yàn)椋耸謾C(jī)以外,中國(guó)的其它電子產(chǎn)品所造成的電磁污染也日益嚴(yán)重,現(xiàn)在,中國(guó)的電磁場(chǎng)污染正在向著萬(wàn)瓦級(jí)當(dāng)量看齊。例如,目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了輸出功率4萬(wàn)瓦以上的電磁爐產(chǎn)品,當(dāng)這種產(chǎn)品正在工作時(shí),如果把日光燈管靠近它的周?chē)挥猛姸伎梢渣c(diǎn)亮,可見(jiàn)電磁輻射何其嚴(yán)重。
事實(shí)已經(jīng)證明,癌癥的產(chǎn)生,大部分都是因?yàn)槿旧w排列出錯(cuò)而引起的,而電磁場(chǎng)污染已經(jīng)成為影響染色體排列出錯(cuò)的主要原因。
五、特別警示
世衛(wèi)組織:手機(jī)使用可能致癌
世界衛(wèi)生組織下屬的國(guó)際癌癥研究中心2011年5月31日說(shuō),長(zhǎng)期、高強(qiáng)度使用手機(jī)和其他無(wú)線通信設(shè)備可能增加患癌幾率。
國(guó)際癌癥研究中心當(dāng)天發(fā)表聲明說(shuō),這是由31名科學(xué)家組成的一個(gè)工作組得出的結(jié)論。過(guò)去幾周,這個(gè)工作組在法國(guó)里昂評(píng)估了暴露在射頻電磁場(chǎng)中人和動(dòng)物等所受健康影響的大量過(guò)往研究資料,并認(rèn)為基于現(xiàn)有的有限數(shù)據(jù),長(zhǎng)期、高強(qiáng)度使用無(wú)線通信設(shè)備“可能導(dǎo)致”罹患神經(jīng)膠質(zhì)瘤。
☆ 這不是駭人聳聽(tīng),希望經(jīng)常使用手機(jī)的人們好好珍惜自己的身體健康!
評(píng)論
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