通信原理-第2章-補(bǔ)充資料-電磁輻射課件

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4什么是電磁輻射電磁輻射對(duì)人體的危害電磁輻射損傷人體的機(jī)制身邊親密的殺手生活中的電磁輻射

什么是電磁輻射?電磁波是一種物質(zhì)存在形式，自從一百多年前麥克斯韋用理論形式證明其存在以來(lái)，人們對(duì)其的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用在不斷擴(kuò)展著。它對(duì)于我們并不陌生，從古至今她就存在于我們周圍。比如：陽(yáng)光，閃電，被加熱物體散發(fā)出來(lái)的熱能等等。陽(yáng)光，波長(zhǎng)在100nm一760nm，是我們視覺系統(tǒng)感知這個(gè)世界的信號(hào)基礎(chǔ)，是萬(wàn)物生長(zhǎng)的能量來(lái)源；是地球生態(tài)圈不可缺少的組成部分。而人體本身就是個(gè)生物帶電體，生物電流無(wú)時(shí)無(wú)刻不在人體的組織細(xì)胞間傳遞著信息。它產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與天然電磁輻射因人類自身的進(jìn)化繁衍有著良好的適應(yīng)關(guān)系。就如同眼睛蛇可以感知紅外線，蝙蝠依靠超聲波來(lái)指導(dǎo)飛行和捕食一樣。然而隨著電子技術(shù)的發(fā)展，架設(shè)的電源線越來(lái)越多，電視，電腦，移動(dòng)電話，微波爐走入我們的生活；這一完美的生態(tài)和諧被打破了。波長(zhǎng)更長(zhǎng)，頻率在30000MHz內(nèi)的電磁輻射充斥著我們的空間，破壞了良好的電磁生態(tài)環(huán)境，構(gòu)成了現(xiàn)代社會(huì)新的隱型殺手。電磁輻射污染是肉眼看不見的電磁波污染，常被稱為“電子煙霧”。信息業(yè)的發(fā)展，各種行業(yè)電磁能量利用設(shè)備的開發(fā)使用和電力行業(yè)的不斷擴(kuò)容，使電磁輻射設(shè)備不斷增多，發(fā)射時(shí)間、影響范圍不斷擴(kuò)大，大量無(wú)線電頻譜（率）被開發(fā)利用，在時(shí)域、空域和頻域三方面加劇了我國(guó)的電磁輻射環(huán)境污染。

絕大多數(shù)通信系統(tǒng)發(fā)射設(shè)施（應(yīng)急備用設(shè)施除外）都是24小時(shí)全天候發(fā)射。一些通信網(wǎng)電磁輻射設(shè)施（如移動(dòng)通信網(wǎng)、尋呼通信網(wǎng)、專業(yè)通信網(wǎng)的電磁輻射設(shè)施）數(shù)量較大，盡管單個(gè)發(fā)射設(shè)施的運(yùn)行功率相對(duì)較小，但因其多數(shù)位于居民區(qū)高層住宅樓頂，部分位于辦公大樓樓頂?shù)?，電磁波能量在大樓之間反射、疊加，造成一定范圍的電磁輻射環(huán)境污染影響。

電磁輻射對(duì)人體的危害一.誘發(fā)基因突變、促使變異細(xì)胞產(chǎn)生1.皮膚衰老加快。2.白血病在內(nèi)的各種惡性腫瘤增加。3.T淋巴細(xì)胞活性降低、B淋巴細(xì)胞活性降低導(dǎo)致白血病在內(nèi)的各種惡性腫瘤增加。4.精子活性降低、數(shù)量減少導(dǎo)致不孕癥。5.胚胎細(xì)胞產(chǎn)生大量變異細(xì)胞導(dǎo)致胚胎發(fā)育不良、孕婦流產(chǎn)率升高、畸胎發(fā)生率升高。據(jù)科技日?qǐng)?bào)報(bào)道：我國(guó)每年出生的2000萬(wàn)兒童中，有35萬(wàn)為缺陷兒，其中25萬(wàn)為智力缺陷兒。有關(guān)專家提醒育齡婦女，電磁波污染的威脅最大。最新研究調(diào)查報(bào)告指出：懷孕早期的婦女，每周使用計(jì)算機(jī)20小時(shí)以上，其流產(chǎn)率增加80%，同時(shí)也增加畸形胎兒的出生率。一般來(lái)講1-3月為胚胎期，受過強(qiáng)電磁輻射可能造成肢體缺損或畸形；4-5個(gè)月為胎兒形成期，受過強(qiáng)電磁輻射可能引起智能損壞,甚至癡呆；6-10個(gè)月為胎兒成長(zhǎng)期，其主要后果是免疫功能低下，出生后體弱，抵抗力差。電磁輻射損傷人體的機(jī)制人體是個(gè)導(dǎo)電體。電磁輻用于人體可產(chǎn)生電磁感應(yīng)，并有部分的能量沉積。電磁感應(yīng)可使非極性分子的電荷再分布產(chǎn)生極性，同時(shí)又使極性分子再分布；即偶極子的生成。偶極子在電磁場(chǎng)的作用下的取向?qū)?dǎo)致生物膜電位異常，從而干擾生物膜上受體的表達(dá)酶的活性，導(dǎo)至細(xì)胞功能的異常及細(xì)胞狀態(tài)的異常。人體的感受器如眼、耳，皮膚上的冷、熱、觸、疼感受器等等接受外界刺激將產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)；神經(jīng)沖動(dòng)由周圍神經(jīng)系統(tǒng)再傳到中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生反饋，反饋信息傳給人體的效應(yīng)器，產(chǎn)生人的有意識(shí)的行動(dòng)。而這里所講的神經(jīng)沖動(dòng)及所反饋信息，實(shí)質(zhì)上就是神經(jīng)細(xì)胞上的電傳導(dǎo)。a當(dāng)電磁輻射改變了生物膜電位時(shí)也就改變了神經(jīng)細(xì)胞的電傳導(dǎo)，擾亂人的正常電生理活動(dòng)。日積月累會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)衰弱；植物神經(jīng)功能紊亂。植物神經(jīng)功能紊亂，腺體細(xì)胞功能狀態(tài)的異常，將導(dǎo)致激素分泌異常。電磁輻使生物膜功能紊亂甚至破壞會(huì)抑制細(xì)胞活性，如精子生成減少及活性降低，產(chǎn)生不育癥，臉部皮膚細(xì)胞代謝障礙而產(chǎn)生色素沉著等。生物體是由細(xì)胞構(gòu)成，其遺傳物質(zhì)是DNA。母細(xì)胞復(fù)制于細(xì)胞的過程就是DNA的復(fù)制傳遞及表達(dá)的過程。當(dāng)這一過程受到電磁波及其它因素干擾時(shí)，就會(huì)誘發(fā)基因突變、促使變異細(xì)胞產(chǎn)生。例如誘發(fā)癌基因表達(dá)，導(dǎo)致癌細(xì)胞及其它變異細(xì)胞的產(chǎn)生。電磁輻射作為一種能量傳遞方式，還會(huì)直接將能量傳遞給原子或分子，使其運(yùn)動(dòng)加速，進(jìn)而在體形成熱效應(yīng)。當(dāng)微波作用于人的眼睛，眼睛晶狀體水份較多，而更易吸收較多的能量，從而損傷眼的房水細(xì)胞。晶狀體內(nèi)無(wú)血管成份，代謝率低，很難將損傷或死亡的細(xì)胞吸收掉，日積月累在晶狀體內(nèi)形成晶核，導(dǎo)致白內(nèi)障的產(chǎn)生，視力下降，甚至失明。

生物體中電磁能的傳播和吸收1.水是一種電介質(zhì)，同時(shí)水是生物體中含量最豐富的成分，它幾乎占人體體重的60%。根據(jù)含水量的多少，將生物組織分為兩種：

（1）含水量在70％以上的組織，如皮膚組織、肌肉、肝臟、腎臟、心臟等，頻率在100～1000MHz，其介電常數(shù)為50～70，電阻率為100Ω/cm。（2）含水量在70％以下的組織，如脂肪、骨骼、骨髓等其介電常數(shù)為4～8，電阻率為600～3500Ω/cm。這類物質(zhì)含水量少，對(duì)電磁輻射能量吸收少。由于組織的含水量不同，就會(huì)影響電磁波能量的吸收。2.電磁能的吸收根據(jù)人體對(duì)電磁能量吸收的情況，可將電磁波分為四種：

1）<150MHz，電磁波在體內(nèi)衰減少，為透過性。

2）150－1200MHz，主要為體內(nèi)吸收，轉(zhuǎn)化為熱量。

3）1000－3300MHz，體表與體內(nèi)均有吸收。

4）>3300MHz，皮膚成為反射體，主要是體表吸收。為了衡量機(jī)體對(duì)電磁能量的吸收情況，引入比吸收率的概念SAR(W/kg)。

SAR表示生物體單位質(zhì)量吸收的電磁輻射功率。

SAR＝σE2/ρJ=σE

式中：σ－電導(dǎo)率（S/m）；E－電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m)；

ρ－密度kg/m3；J－感應(yīng)電流密度A/m2。身邊親密的殺手手機(jī)和基站的輻射GSM系統(tǒng)特點(diǎn)：脈沖波,以最大發(fā)射功率接入CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,碼分多址通信系統(tǒng))

系統(tǒng)特點(diǎn)：容量大，是GSM的四倍，連續(xù)波、反向功率控制、軟切換和逐級(jí)加大功率接入。對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析:兩個(gè)系統(tǒng)SAR相近,因?yàn)镚SM的功率大，但發(fā)射時(shí)間僅占總通話時(shí)間的1/8,CDMA功率小,但時(shí)間長(zhǎng)些。SAR是在系統(tǒng)最大發(fā)射功率下測(cè)試的，CDMA系統(tǒng)在最大功率下工作的機(jī)會(huì)相對(duì)少些，實(shí)際使用時(shí)SAR相對(duì)小些。

基站的輻射基站輻射的電磁波,一般頻率為900MHz(兆赫)基站天線的發(fā)射功率一般在20W～60W范圍基站天線輻射近區(qū)內(nèi),無(wú)障礙物的情況下的功率密度值(mW/cm2)

距天線距離(m)功率密度(mW/cm2)20.640.380.12120.06300.01

手機(jī)的輻射移動(dòng)電話使用過程中,其電磁輻射與網(wǎng)絡(luò)接通時(shí)最大。通話過程中電磁輻射強(qiáng)度約在20～200μＷ/cm2。聲調(diào)高低、聲音大小和快慢與輻射變化有關(guān)。3.待機(jī)狀態(tài)下電磁輻射通常小于3μＷ/cm2。4.ＣＤＭＡ移動(dòng)電話（最大150μＷ/cm2以內(nèi)）的電磁輻射比ＧＳＭ移動(dòng)電話(最大輻射1500μＷ/cm2以上,個(gè)別可達(dá)10000μＷ/cm2)為低。5.內(nèi)置天線移動(dòng)電話的電磁輻射:

內(nèi)置外置(最大,μＷ/cm2)

ＣＤＭＡ25以內(nèi)150以內(nèi)ＧＳＭ40以內(nèi)1500以上6.內(nèi)置天線的移動(dòng)電話,其背面電磁輻射大于前面板7.外置天線的移動(dòng)電話天線周圍的輻射量為最大。質(zhì)量問題：據(jù)抽查手機(jī)樣品的輻射平均功率密度在700—2000μＷ/cm2之間，存在嚴(yán)重超標(biāo)。打手機(jī)如何減少電磁輻射每一位手機(jī)擁有者都面臨著電磁波的侵害，加強(qiáng)自我保護(hù)是必要的。這里告訴你幾條具體的防護(hù)措施：1.移動(dòng)電話接通瞬間釋放的電磁波容易致癌，所以移動(dòng)電話響時(shí)，一秒后再聽手機(jī)。2.如果身邊有其他電話可用，就不要使用手機(jī)。3.在使用手機(jī)的同時(shí)，采用可靠的電磁波防護(hù)產(chǎn)品。配備手機(jī)專用耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的使用是比較有效的辦法。4.在使用手機(jī)時(shí)，要盡可能地使天線遠(yuǎn)離人體，特別是頭部。5.盡量減少每次通話的時(shí)間。6.平時(shí)多吃一些水果蔬菜，尤其是富含維生素Ｂ的食物，如胡蘿卜、海帶、油菜、卷心菜及動(dòng)物肝臟等，以利于調(diào)節(jié)人體電磁場(chǎng)紊亂狀態(tài)，增加機(jī)體抵抗電磁輻射污染的能力。2.顯示器輻射的危害

但也許有的人并不知道，顯示器的輻射大小與尺寸的增加成正比，盡寸越大輻射越大；而且顯示器的側(cè)面和背面的輻射比正面大幾倍。顯示器的電磁輻射會(huì)損傷人眼角膜上皮細(xì)胞，使人患角膜病和白內(nèi)障，同時(shí)它還會(huì)引起面部色素沉著與面部皮脂分泌異常。另外，電視產(chǎn)生的電磁波與顯示器產(chǎn)生的電磁波類似，同樣會(huì)影響健康。電腦或電視熒光屏產(chǎn)生的Ｘ光線、紫外線、紅外線、超低頻、靜電場(chǎng)和聲輻射等雖都在允許范圍之內(nèi)，但長(zhǎng)期接觸是否有危害目前爭(zhēng)論不休,并將是以后媒體報(bào)道焦點(diǎn)。另外，由于安放電腦的室內(nèi)環(huán)境正負(fù)離子失衡也會(huì)引起使用者自律神經(jīng)失調(diào)、憂郁癥等。北京市疾病預(yù)防控制中心的專家指出，合理的膳食有助于防止電腦操作人員患上“電腦病”。主要是保證有充足的營(yíng)養(yǎng)和熱量來(lái)維持旺盛的精力；還要有意識(shí)地多選用保護(hù)眼睛的食物，防止近視或其他眼部疾病。

電腦是一項(xiàng)劃時(shí)代的發(fā)明，它給人們帶來(lái)了工作、學(xué)習(xí)、生活上的種種方便，但隨之也帶來(lái)了憂慮，人們或多或少地?fù)?dān)心長(zhǎng)期從事電腦工作對(duì)身體健康的影響，如電腦輻射會(huì)不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生損傷。年輕女性和孕婦更是害怕因此而影響生育或?qū)μ翰焕?。其?shí)，電腦在工作時(shí)確實(shí)會(huì)形成微弱的電磁場(chǎng)，但長(zhǎng)期接觸是否會(huì)致癌或?qū)θ梭w有害還尚有定論。有一些學(xué)者認(rèn)為，這種電磁場(chǎng)可能致癌。電腦所造成的電磁場(chǎng)是散射性的電腦操作員除自己的電腦之外，還會(huì)受到周圍其他電腦的影響。

減少傷害的一些保健措施1．注意用眼衛(wèi)生：長(zhǎng)時(shí)間使用電腦引起眼的不舒服，其原因不在電腦屏幕，而是視覺系統(tǒng)高度疲勞造成的。因此，操作電腦時(shí)與文稿（或文件）及屏幕兩者的距離最好相等，這樣可免因不斷調(diào)節(jié)焦距而造成眼肌疲勞，這個(gè)距離一定要在50厘米以上，而且每隔20分鐘眼睛就應(yīng)休息片刻，向遠(yuǎn)處眺望一會(huì)兒。2．減少電磁輻射：電腦發(fā)出的電磁輻射盡管很微弱，但如果長(zhǎng)期近距離操作，還是應(yīng)注意自我保護(hù)，尤其是孕婦更應(yīng)注意，雖然國(guó)際上有關(guān)電腦電磁輻射導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)的報(bào)告目前還沒有拿出具有充分說(shuō)服力的證據(jù)，但是小心謹(jǐn)慎仍是非常必要的。一般認(rèn)為，身體處于屏幕71厘米以外的地方，接受的電磁輻射就會(huì)大大減少。還有，一定不要在電腦后面或兩側(cè)安置工作臺(tái)，因?yàn)殡娔X的后背或兩側(cè)發(fā)出的電磁輻射要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前面的屏幕。長(zhǎng)期置身的這種電磁輻射場(chǎng)中，會(huì)對(duì)身體造成危害。3.電