一、電場和電磁場
電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)。與通常的實物不同,電場不是由分子、原子所組成,但卻具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等客觀屬性,即對放人其中的電荷有作用力,這種力稱為電場力,將有電場力作用存在的空間稱為電場。例如,綢子與梳子摩擦,梳子會帶電,帶電的梳子在一定距離內(nèi)可吸起小紙屑,則帶電梳子附近形成了電場。電場的強弱可用電場強度來表示。磁場是電流在它通過導(dǎo)體周圍所產(chǎn)生的具有磁力作用的場,其強弱可用磁場強度來表示。
電場和磁場相互聯(lián)系、相互作用、同時并存。任何交流電在其周圍空間都會產(chǎn)生交變的電場,交變的電場則會在其周圍又產(chǎn)生交變的磁場,而磁場的變化又會在其周圍產(chǎn)生新的交變電場,這種交變的電場與磁場相互垂直,這種相互垂直的交變的電場與磁場的總和即為電磁場。
二、電磁波和電磁輻射
電磁場以輻射源為中心向周圍空間交替產(chǎn)生以一定速度傳播的波,稱為電磁波。這里所說的電磁波是指長波、中波、短波、超短波、微波,其頻率和相應(yīng)波長范圍分別指30Hz-300kHz和1-l0km、300kHz-3MHz和l00m-lkm、3-30MHz和10-l00m、30-300MHz和1-10m、300MHz-300GHz和lmm-lm。另外還有混合波段,是指長波、中波、短波、超短波和微波中兩種或兩種以上波段混合在一起的電磁波。
闡述電磁波的重要參數(shù)包括頻率、周期和波速、波長。頻率是電磁波每秒鐘振蕩的次數(shù),單位為赫茲(Hz),通常以千赫((kHz)、兆赫(MHz)或吉赫(GHz)來表示。電磁波的傳播速度盡管很快,卻不一定能夠傳播很遠,若使它能夠傳播很遠,須有迅速變化的電場和磁場,即要求很高的振蕩頻率。周期是指電磁波振蕩一次所需的時間,單位為s。波長是電磁波在完成1個周期的時間內(nèi)所經(jīng)過的距離,單位為m或nm等。波速是指電磁波通過介質(zhì)的傳播速度。
波長和頻率的關(guān)系為:波長二波速/頻率。電磁波在空氣中的波速是3×108m/s,即波長與頻率成反比,頻率越高,波長越短。
電磁輻射是指由源發(fā)射的能量流以電磁波的形式在空間進行傳播的現(xiàn)象。電磁輻射不能靜止存在,是包括廣播頻率(220-3600MHz)、電視頻率(30-300MHz)和無線電頻率(≤30MHz)的廣泛的波。
電磁波可在空中傳播,也可經(jīng)導(dǎo)線傳播。人類可經(jīng)常感覺到電磁波的存在,如會場里擴音器刺耳的嘯鳴、收音機距離過近時發(fā)出的尖叫、洗衣機或吹風(fēng)機開動時對電視圖像的干擾、無線電話或手機對電視接收的干擾等。
描述電磁輻射強度的單位有電場強度單位和功率密度單位,前者用來描述長波、中波、短波和超短波的電磁輻射,以伏/米(V/m)來表示。后者用來描述微波的電磁輻射,以微瓦/平方厘米(μW/cm2)或毫瓦/平方厘米(mW/cm2)來表示。
三、電磁輻射污染
由于電磁波的廣泛利用,當前電磁輻射狀況令人擔憂。首先電磁輻射技術(shù)得到空前發(fā)展,電磁輻射能量及密度急劇增大。據(jù)國內(nèi)某城市的調(diào)查,2000-2010年間,全市65%的檢測點,其電磁輻射強度逐步上升,某人居區(qū)的數(shù)據(jù)已于接近上限值,其復(fù)合功率出現(xiàn)超標現(xiàn)象。電磁輻射環(huán)境距離人類愈來愈近,目前,我國城鎮(zhèn)化進程不斷加快,發(fā)展中的城鎮(zhèn)其電磁輻射設(shè)施得到快速發(fā)展,電磁輻射的環(huán)境與人們的距離就越來越近,場強越來越高,如廣播電視、無線通信、城市電網(wǎng)、高壓輸變電設(shè)施、高層建筑的衛(wèi)星天線、交通干線的電磁噪聲等。
因此,電磁輻射能量的增大引起了人們的關(guān)注。例如,人類可利用電磁波發(fā)射各類有用信號如廣播、電視和無線通信等,也可用適當強度的電磁輻射對病人進行某種診斷或治療,但若長期暴露在超劑量的電磁輻射照射下,細胞就會被大面積殺傷或殺死,造成電磁輻射
所謂電磁輻射污染(electromagneticradiationpollution),又稱電子霧污染、電磁波污染,是指自然型或人為型各種電磁波的干擾及有害的電磁輻射。環(huán)境中電磁輻射倘若超過一定強度或安全量,人受到長時間輻射便會受到傷害。所有交流電路均會對環(huán)境釋放電磁能,形成交變電磁場,當頻率≥105Hz時可形成射頻電磁場。今天,通信、電視、微波、醫(yī)療等科技的發(fā)展,致使射頻設(shè)備的功率翻倍地提高,則電磁輻射大幅增加,直接威脅了人類健康,當電磁輻射超量時,就成為了電磁輻射污染。
人類目前已無法逃脫電磁輻射污染,因為人們生活的周圍環(huán)境里,到處布滿了高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站,以及各類電子儀器、醫(yī)療儀器、辦公設(shè)備、科研設(shè)備和日常電器如微波爐、空調(diào)機、電視機、電腦及手機等,這些設(shè)施在工作或接通時均會產(chǎn)生各類波長或不同頻率的電磁波,其產(chǎn)生的電磁輻射均會對人類健康造成一程度的危害。特別是20世紀末全球移動通信的廣泛普及,整個地球似乎縮小了成千上萬倍,國界乃至地球宇宙的界線好像已經(jīng)消失。微波爐、電腦、手機等大規(guī)模的應(yīng)用使輻射強度遠超過人體所能承受或儀器設(shè)備所能容許的限度,從而給人類和環(huán)境帶來更加嚴重、更加廣泛的電磁輻射污染,進而影響健康和生活。
電磁輻射污染是一種物理性污染,隨著科技發(fā)展而產(chǎn)生并發(fā)展的,屬于高科技污染,其本質(zhì)與大氣、水體、固廢等類型的污染顯著不同。