师:今天我们学习电磁辐射初探,在智能手机越来越普及的当下,我们的生活愈发离不开无线移动终端。可人们也越发关心,手机基站等产生的电磁辐射,会不会对人体有危害呢?从孕妇能否用手机,到基站能否建在居民楼旁等等问题,要了解这些,首先得知道什么是电磁辐射,其实它就是电磁波。电磁波是个大家族,通常用于广播电视、移动电话的无线电波,电烤炉中的红外线,可见光,验钞机发出的紫外线,医学用的x射线、伽马射线,都是电磁波。另外,地球表面发生的火山爆发、地震,天空中的雷电会产生电磁波,太阳也会通过电磁波将能量传播到地球。所以我们无时无刻不身处在各种电磁辐射当中。既然生活中电磁辐射无处不在、无法避免,那它对人体有危害吗?这就需要进一步了解电磁辐射的分类了,电磁辐射分为两类,第一类是电离辐射,第二类是非电离辐射。什么是电离辐射呢?一般而言,频率越高的电磁辐射,能量就越大,能量足够大的电磁辐射可以从原子和分子中电离出电子,这就称之为电离辐射。如果长时间受到高剂量的辐射,很容易危害健康,甚至诱发癌症。考大家,上面这幅电磁波谱中,哪些电磁波属于电离辐射?
生:是伽马射线、x射线部分紫外线。
师:正确。那手机基站等产生的辐射是这一类吗?要了解这个问题,大家跟着老师看看下面有关手机和基站等辐射的数据。请各位同学根据表里的数据,结合电磁波谱,判断它们属于电离辐射还是非电离辐射。首先,表中给出了手机部分射频以及基站的频率数据。由这个频率数据可知,其数量级大概在10的8次方到10的9次方赫兹,这个数量级在电磁波谱当中属于哪一个频率数量级呢?找到了吗?我们发现它就在这个范围内,所以手机和基站等辐射,其实属于非电离辐射。非电离辐射不会引起物质的电离,例如手机、电脑、电视机,还有微波炉等家用电器发出的都是非电离辐射。那非电离辐射对人体有没有影响?我们一起来看看世界卫生组织的相关研究。这篇文章有点长,老师和同学们一起提炼一下要点。短期影响最主要会导致组织发热,但目前没有证据证明其对人体会产生不良健康后果。远期影响也做了相关研究,同样没有证据证明,而且这个研究仍在进行。所以世界卫生组织的这段材料说明,目前在一定功率范围内,无显著证据证明非电离辐射对人体会导致明显危害。即便如此,我国仍对这类辐射的功率密度有严格限制。大家一起来看看这个表格,请同学们根据表格分析一下,对于不同频段的电磁波,国家对其功率密度的要求一样吗?首先从表格这一列可以看到频率范围,国家对其功率密度的要求在哪里呢?在这里。因此,对于不同频段的电磁波,国家对其功率密度的要求一样吗?
生:是不同的。
师:正确。那国家对手机基站等这一频段的辐射功率密度的要求是怎样的呢?从表格中可知,要知道功率密度,得先知道对应的频段范围。前面数据表明,手机基站等辐射的频段大约为10的8次方至10的9次方赫兹的数量级,折算成兆赫兹是多少呢?为100至1千兆赫兹。由此可知在表格中应找哪一个频段了吧?嗯,应该是这一行,所以国家对手机基站等这一频段的辐射功率密度的要求是多少呢?
生:应该控制在0.4瓦每平方米。
师:也就是0.04毫瓦每平方厘米。国家的标准是这样,在真实环境中,这个数据又是怎样的呢?我们一起来看看现场测试。根据人们普遍关注的手机基站附近的电磁辐射问题,实验人员选择了位于北京市海淀区某地铁站附近的一处移动通信基站。测试时间是下午17点。我们现在离基站计算距离大约是150米,那么可以看到辐射计读数是0.0002毫瓦每平方厘米。现在距离基站直线50米,看一下这里的读数,大概是0.0007毫瓦每平方厘米。哎呀,我们距离基站比较近,这里没有别的无线电发射设备,所以我们认为应该是受基站的影响,现在我们向基站走过去看看辐射计的读数会有什么变化。现在距离基站直线40米,看辐射计的读数大概是0.0009毫瓦每平方厘米。这里距离基站直线20米,我们已经到了离基站最近的距离,但是看到辐射计读数大概在0.0004 - 0.0005毫瓦每平方厘米之间,比刚才距离远一点的地方更小,这是因为基站的辐射是以平面向外的方向,所以到它的底部正下方反而更小。在刚刚的测试中,我们发现基站的辐射功率会发生高低变化,但就算是在最高峰时,其最大功率也是符合国家标准的。基站的数据是这样,我们经常带在身上的手机又如何呢?接下来也看看有关手机的现场测试,老师说明一下,这个视频中测试仪器所用的单位是瓦每平方米,国家的标准是0.4瓦每平方米。好,接下来我们一起看看。
