发布时间:16-03-08 17:59分类:行业资讯 标签:电磁波 由于不同的无线电(波段)有不同的传播特性。因而具有不同的用途。电磁波谱包含电磁辐射所有可能的波长。电磁波的能量与频率成正比,波长与频率成反比,波长越大,频率越小,反之,频率越大,波长越小,其乘积是一个常数即光速C。电磁波是由不同波长的波组成的合成波。它的波长范围从10E-10微米的宇宙线到波长达几公里的无线电波。γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线,超短波和长波无线电波都属于电磁波的范围。肉眼看得见的是电磁波中很短的一段,从0.4~0.76微米这部分称为可见光。可见光经三棱镜分光后,成为一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带,这光带称为光谱。其中红光波长*长,紫光波长*短,其它各色光的波长则依次介于其间。波长长于红光的(>0.76微米)有红外线,有无线电波;波长短于紫色光的(<0.4微米)有紫外线,γ射线、X射线等。这些辐射虽然肉眼看不见,但可用仪器测出。太阳辐射波长主要为0.15~4微米,其中*大辐射波长平均为0.5微米;地面和大气辐射波长主要为3~120微米,其中*大辐射波长平均为10微米。电磁场跨越的频率范围十分广阔,从工频(50Hz/60Hz)至微波段,跨越了109的频率范围。不同频率的电磁场在工业与通信方面的作用差别很大,因而对人体健康的影响后果差别也很大。对当前研究工作来说,不可能划分得十分精细,而是一般粗略地划分为工频(50Hz/60Hz)、射频或称高频( 103~106Hz )与微波(> 106Hz)三个频段。电磁场频段见表序号波段名称频段名称频率范围(Hz)波长范围(m)主要用途1极长波极低频(ELF)3~30107~1082超长波超低频(SLF)30~300106~1073特长波特低频(ULF)300~3000105~1064甚长波甚低频(VLF)3~30K104~1055长波低频(LF)30~300K103~104超远程无线电通信6中波中频(MF)300~3000K102~103广播、电视、通信7短波高频(HF)3~30M10~102广播、电视、通信8超短波(米波)甚高频(VHF)30~300M1~10调频、广播电视9微波分米波特高频(VHF)0.3~3G1~10dm移动通信10厘米波超高频(SHF)3~30G1~10cm电视、雷达、导航11毫米波极高频(EHF)30~300G1~10mm雷达、导航12亚毫米波至高频(THF)300~3000G0.1~1mm电磁辐射的特性电磁辐射污染属能量流污染,具有物理因子的特征。①电磁辐射具有电磁波空间传播、反射、折射、衍射和衰减等特征;②电磁辐射污染一般情况下是局部的,电磁波强度过量的地方有污染,电磁波弱的地方不算污染;③电磁辐射污染在环境中一般不会有残剩的物质存在,一旦污染源消除或关机以后,能量流污染也即消失。

发布时间:15-04-17 17:15分类:技术文章 标签:辐射,核辐射,电磁辐射 说完了核辐射,我们再来说说电磁辐射。顾名思义,电磁辐射*是电磁波的辐射,振荡的电场和磁场在空间中以波的形式传播*形成了电磁波,可见光*是一种电磁波,还有我们日常提到的x光、紫外线、红外光、微波还有无线电波,这些都是电磁波。电磁波具有波粒二象性,可以看作波,也可以看成一个个的光子,波长越短,光子能量越高[见备注]。在某些情况下,电磁波可以对生物体造成伤害,人们也经常会对日常生活中的各种跟电有关的设备安全性产生怀疑。那么,电磁波究竟有可能对人有什么伤害呢? 电磁波对人的伤害,简单来说有三种:(1)跟《辐射造成的伤害(上)》里面介绍的核辐射一样,波长很短的gamma射线、X光、紫外线甚至短波的可见光这样光子的能量高于分子化学键键能(2~10电子伏)的电磁波,可以破坏蛋白质和DNA等分子,造成伤害并有一定的可能诱发癌症;(2)一些能被分子吸收的光,比如可见光、红外光和微波(包括微波炉里面的辐射),如果高强度高的话,可以加热人体造成烧灼伤害;(3)高强度的无线电波可以在人体内形成感应电流,对神经系统和内脏的正常工作造成影响。 电磁波波谱,从左到右,波长逐渐变长,光子的能量逐渐减小。(1)高能光子辐射 在《辐射伤害知多少?(上)》里面提过,核辐射里的gamma射线是一种波长很短光子能量很高的电磁波。而包括中子射线、alpha射线、beta射线、gamma射线等核辐射,再加上X光,这些可以统称为电离辐射。因为这些射线都有可能引起物质的电离。这些射线因为单个粒子的能量远高于分子的化学键能,可以破坏分子,造成伤害,引起变异甚至诱发癌症。比如说,做过躯干的X光检查之后医生有时会告诫在下面几个月的时间内不要怀孕,*是为了避免因为x光的辐射导致婴儿的畸形。紫外线和波长较短的可见光的光子能量也大于某些分子的键能,它们并不能透过人体,但是也可能对皮肤造成类似的伤害。*近一些年,美国人颇为推崇晒成小麦色的皮肤,为了拥有健康的肤色,很多人在强烈的阳光下暴晒、或者用紫外线灯照射自己。我所在的地区地处高原、日照强烈,好多美国人又喜欢暴晒,所以是美国皮肤病、皮肤癌高发的地区。为了避免紫外线的伤害,在强烈阳光下活动的时候应该涂抹防晒霜(为数不多的一种靠谱的防辐射产品)。 (2)可见光、红外和微波辐射:从阳光到微波炉和手机 对于大部分可见光甚至更低频的红外、微波辐射波段,由于光子的能量比分子间化学键的能量小,是不可能破坏分子结构的。如果波长合适(主要是红外光),能够被分子吸收(跟分子的振动或者转动能级恰好匹配),那么分子会吸收这种电磁波而使得分子运动变得剧烈;而微波波段的电磁波能够驱动某些极性分子(分子内部有带正电和负电的部分)做振荡运动,使得分子之间互相碰撞,也会加剧分子的运动。总之,*是在这一波段的电磁波的作用下将会使得人体温度升高,有可能造成烧灼的伤害。太阳光汇聚起来可以引火做饭,*是因为可见光的波段能够被物质吸收产生热量;微波炉*是利用电磁波驱动水等极性分子振荡运动以加热食物室温下物体黑体辐射强度随着波长的变化。 另外,一切物体都在不断地向四面八方辐射各种波长的电磁波,这*是“黑体辐射”的物理知识。辐射的不同波长电磁波的能量分布服从普朗克提出的黑体辐射定律。我们日常所见的一切,都在不停地以电磁波照射着周围的一切,也持续受到着周围一切的黑体辐射。按照室温计算(300开尔文,27摄氏度),我们辐射的电磁波强度*大的波长是约十个微米,处于红外光的范围里(见上图),每平方厘米的皮肤每秒钟辐射出的电磁波总能量为0.046焦耳。显而易见,低强度的红外光辐射对人体是完全无害的。值得注意的是,人的眼睛看不见红外线,但是会被高强度的红外线烧伤。 一般的微波炉工作频率是2.45GHz(1G等于十亿),无线网络(WIFI)的无线路由器工作频率一般是2.4GHz(也有5GHz的),3G网络的频率在1.7-2.4GHz之间,而手机的信号频率在0.8-0.96GHz之间和1.71-1.85GHz之间,在这些频率范围内,辐射对人体的伤害表现为热效应。电磁波通过驱动极性分子(主要是水)做振荡运动,使得分子之间互相碰撞,加剧所有分子的运动,表现为温度升高。对于像部分食物或者生物体这样含水多的物体,这个波段的穿透深度基本上在厘米量级(温菜的时候有时表层热了,下面还凉着),所以如果你没有感觉到皮肤发热或体温上升,那么*完全不用担心这个波段的辐射伤害。总之,在从可见光到微波波段的电磁辐射里面,如果没有闻到烤肉的味道也没有觉得体温升高太多的话,*不用担心电磁辐射的伤害。 尽管说从物理上来说“手机致癌”的说法并没有道理,但是必须承认,关于手机致癌的讨论并没有定论。在很多*都有关于手机致癌的传言,也有不少或正或负的关于手机是否致癌的研究,然而一直都没有明确的论断。卫生组织国际癌症研究所(IARC)展开的全球迄今*大规模的手机安全研究显示,使用手机与脑癌之间没有明显联系。 (3)波长更长的无线电波 对于波长更长的无线电波和长波无线电,包括广播(FM/AM)、高压输电线和变压器(50Hz)、和大部分家用电器(50Hz),要担心的是感应电流的危害。大家知道,导体在交变的电磁场里面会产生感应电动势和感应电流,而人体可以看作导体,在电磁场里面也会产生感应电流。虽然说感应电流也有热效应(电磁炉),但是对于正常环境下的人体来说这个热效应不会造成太大的影响(那需要的感应电流太大了)。但是,我们的神经系统和内脏器官的正常工作是需要生物电信号交流和控制的,如果感应电流超过一定的强度的话,会有可能干扰神经系统和内脏的工作,使人感觉到不舒服。不过,电流对于人体的影响是需要高于一定的阈值的,低于阈值,人体是不会有感觉的。因此,对于天线、电视塔等强辐射源,只要我们离开他们适当的距离,使得电场磁场低于一定的值,*不用担心这个问题;对于像高压输电线、变压器还有一般的家用电器这些不是为了辐射电磁波而设计的设备,正常使用情况下的辐射是不会对人体造成危害的,不应该担心。 根据《电子设施保护条例实施细则》规定,各级电压导线边线在计算导线*大风偏情况下,距建筑物的水平安全距离如下:1千伏以下为1.0米,1千伏至10千伏为1.5米,35千伏为3.0米,66千伏至110千伏为4.0米,154千伏至220千伏为5.0米,330千伏为6.0米,500千伏为8.5米。各种高压输电线,包括高速铁路、公共交通用的高压输电线,只要保持适当的距离,*不会对人体造成损伤。有一个流传甚广的“高压线导致白血病”谣言,里面提到“牛津儿童癌症研究中心的杰拉尔德·德雷珀博士说,他领导的小组研究了3.5万名在1962年至1995年间患白血病和其它癌症的儿童,结果发现居住在高压线下周围100米以内的儿童患病几率略微大些”。是否真有“杰拉尔德·德雷珀博士”其人姑且不论,这种能够只研究患癌症的儿童*可以得出患癌症几率的研究方法是值得大家警惕的。还有流言提到高压线附近的磁场会致癌,甚至煞有介事地说磁场高于零点几个微特斯拉(百万分之一特斯拉)*有很高的几率致癌,耸人听闻而又不值一笑。因为实际上地球表面的地磁场的强度*有约为50多微特斯拉,身处其中的我们大部分都健康生活,在这个基础上增加一点点或者减少一点点,除了有可能影响某些依靠磁场导航的鸟类外,对生物体的生活不可能有任何影响。 一些关于“防辐射”的流言 值得强调的是,只有单个粒子的能量高于分子键键能的辐射才有很小的可能伤害DNA甚至诱发胎儿畸形或者癌症,其他的包括大部分可见光、红外、微波、无线电波等等都不可能诱发胎儿畸形或者癌症。流传的“高压线导致白血病”、“手机辐射导致胎儿畸形”等等,都是没有任何根据的谣言,没有科学证据的支持。所谓的“防辐射孕妇装”、“防辐射床单”、“防辐射手套”还有“防辐射围裙”等等,往往是通过在纺织物里面织入金属丝来屏蔽无线电波,并不能够阻止电离辐射等对人体的伤害,根本不能达到声称的“防止胎儿畸形”的效果;而要完全屏蔽在低强度下对人完全无害的微波和无线电波波段的辐射,需要把整个身体都包裹在金属里面才行。 而对于所谓在电脑旁摆放“防辐射”的仙人掌和瓶装矿泉水,没有任何理由相信他们能够达到“吸收电磁辐射”的效果。也没有任何理由相信木耳和酸奶等食品能对核辐射或者电磁辐射的效果产生任何的影响,虽然它们很好吃,并且从某些角度来说对身体也很有好处。 备注:光、电磁波和光子 振荡的电场和磁场在空间中以波的形式传播*形成了电磁波,gamma射线、X光、紫外光、可见光、红外光、微波、无线电波和长波无线电,这些都是电磁波。电磁波具有波粒二象性,光子*是量子化的电磁波,是电磁波能量的*小单位。光子的能量和电磁波的波长成反比,比如说,波长*短的gamma射线光子能量高达百万甚至数亿电子伏,医疗和安检用的x光光子能量一般在数百到上万电子伏,紫外光的能量一般在数个到数十电子伏,可见光的能量在1.8(700纳米的红色光)到3.1电子伏(400纳米的蓝色光)之间,红外、微波和无线电波的光子能量*小的多。在电磁波和物质相互作用时,物质只能吸收或者放出整个的光子。

问:电磁波传播速度一样,手机通信为什么频率越来越高?

问:为什么太阳光能让人感到热,而4G电磁波不能让人感到热?

从电磁波说起

电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。电磁波不依靠介质传播,电磁波在真空中速率固定,速度为光速。

电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。

当其能阶跃迁过辐射临界点,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子,太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态。

电磁辐射由低频率到高频率,主要分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。

人眼可接收到的电磁波,称为可见光(波长380~780nm)。

通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。而X射线及γ射线通常被认为是放射性辐射特性的

从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度(摄氏温标零下273.15摄氏度)的物体,都会释出电磁波.且温度越高,放出的电磁波波长就越短.无线电波3000米~0.3毫米(微波0.1~100厘米)红外线0.3毫米~0.75微米(其中:近红外为0.763微米,中红外为36微米,远红外为615微米,超远红外为15300微米)可见光0.7微米~0.4微米紫外线0.4微米~10纳米X射线10纳米~0.1纳米γ射线0.1纳米~1皮米高能射线小于1皮米传真用的波长是3~6米雷达用的波长在3米到几毫米。

无线电波:ULF = 特低频ELF = 极低频1 甚低频 3~30千赫 甚长波 100~10km2 低频 30~300千赫 长波 10~1km3 中频 300~3000千赫 中波 1000~100m4 高频 3~30兆赫 短波 100~10m5 甚高频 30~300兆赫 米波 10~1m6 特高频Ultra High Frequency 频率为 300~3000兆赫 该波段的无线电波又称为分米波.这个频段的无线电波常用于广播电视领域,我国广播电视在这个频段使用470到806MHz.这个频段的电波可以用小而短的天线作收发,适合移动通信.例如:军用航空无线手机:(800MHz,1.5GHz);无线网络:;业余无线电:(430MHz,1200MHz,2400MHz)。

微波:7 超高频 3~30吉赫 厘米波 10~1cm8 极高频 30~300吉赫 毫米波 10~1mm9 至高频 300~3000吉赫 丝米波 1~0.1mm

γ = 伽马射线X射线:HX = 硬X射线SX = 软X射线紫外线:EUV = 极端紫外线NUV = 近紫外线红外线:NIR = 近红外线MIR =中红外线FIR = 远红外线

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计算

c=λfc:波速(光速是一个常量,真空中约等于3×10^8m/s) 单位:m/sc=299792.458km/s≈3×108m/sf:频率(单位:Hz,1MHz=1000kHz=1×106Hz)电磁每秒钟变动的次数便是频率f,Hz 是频率的单位。频率是指电脉冲,交流电波形,电磁波,声波和机械的振动周期循环时,1秒钟重复的次数λ:波长真空中电磁波的波速为c,它等于波长λ和频率f的乘积c=λf波长越长频率越低波长λ =300/频率Fmm

因为我们需要传输的数据越来越多,需要的信号带宽越来越宽。原来的低频段已经没有这么多带宽可以分配,所以手机通信的频率越来越高。

为什么太阳光能让人感到热?原因如下:

现在可以了解蓝牙了

蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。2.4GHz频段为各国共同的ISM频段。因此无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络,均可工作在2.4GHz频段上。也就是说蓝牙就是波长1.25~1.20米 频率2.4—2.485GHz的电磁波

传统蓝牙数据传输速率小于 3Mbps,典型数据传输距离为 2-10m,蓝牙技术的典型应用是在两部手机之间进行小量数据的传输。Smart Ready 可以和 Smart Ready、传统蓝牙 ,以及 Smart之间相互连接和通信。传统蓝牙可以和 Smart Ready、传统蓝牙之间连接和通信Smart 可以和 Smart、Smart Ready 之间连接和通信

信号的传输速率越来越高,需要的带宽越来越高

根据通信中最重要的一个香农定理,信号的传输速率和信道带宽成正比。而随着通信的发展从1G到5G,传输的信号内容越来越多,从传输音频、文字,到图片,再到视频,再到高清的VR/AR视频,因此需要占用的信道带宽越来越宽。2G时代运营商分配到的每个频带的带宽在10MHz左右,3G时代在15MHz左右,4G时代移动、联通和电信分别分配130MHz、90MHz、100MHz(还是分了好几段给的,每段25MHz、30MHz、50MHz或者65MHz);到了5G时代,现在移动分配到的是一段160MHz(2515MHz-2675MHz)的和一段100MHz的(4800MHz-4900MHz)。中国电信和联通公用一个100MHz的(3400MHz-3500MHz)。而在低频段是没有这么大的带宽资源的,所以我们需要越来越往高频端移。

首先,太阳光是来自于太阳上发生的热核聚变反应,氘和氚聚变成氦,释放的巨大能量。

BLE简介

BLE 是一种标准,该标准定义了短距离、低数据传输速率无线通信所需要的一系列通信协议。基于 BLE 的无线网络所使用的工作频段为 868MHz、915MHz 和 2.4GHz,最大数据传输速率为 250kbps。BLE 规范中定义了 GAP(Generic Access Profile)和 GATT(Generic Attribute)两个基本配置文件。协议中的 GAP 层负责设备访问模式和进程,包括设备发现,建立连接。终止连接。初始化安全特征和设备配置。协议栈中的 GATT 层用于已连接的蓝牙设备之间的数据通信。