电离辐射和电磁辐射.docx

电离辐射与电磁辐射 首先简单地说下两者： 1.?电离辐射是一种可以把物质电离的辐射，电离辐射对生物是危险的。不是所有的辐射都是电离辐射。 2.?电磁辐射的另一个通俗名字叫电磁波，高能量（高频率）电磁辐射是电离辐射，只有这部分电磁辐射是危险的。 接下来是详细解释。咱们先从定义来一点一点走起吧。 辐射是什么？ 辐射，指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态传送。辐射指能量从辐射源向外所有方向直线放射。一般可依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐射或非电离辐射。一般普遍将这个名词用在电离辐射。 ——维基百科 好吧，Wiki解释的略抽象。我尽量用大妈语言解释一下，就是说辐射是指的能量的传递，电磁波（电磁辐射）是一种以波的形式传递能量的辐射。 辐射也可以是指一些粒子（中子电子阿耳法粒子等）移动传递能量。高能量的电磁波在穿过物质的时候有将物质电离的能力，具有这种能力的电磁波我们称它为电离辐射；高能量的中子电子阿耳法粒子束也具有这种能力，也可以被称为电离辐射。 电离是指的物质的原子由中性不带电转变成带电的离子，而产生这种效应的原因是由于电荷被电离辐射从电子壳层中击出，使原子带电。 那什么样的电磁波可以使物质电离呢？上面提到了高能量，那么什么样的电磁波具有高能量呢？首先要澄清一点这里说的高能量是指的辐射能，也就是电磁波的载体光子所具有的能量，也就是电磁波本身的特性，并不是指的电磁场的能量，尽管单位是一样的吧。秉承着大妈语言的原则，频率越高的电磁波，辐射能也就越高。 参考辐射能公式，下图，h 为普朗克常数，c 为光速，「栏目达」（就是那个入）为波长： 那么现在讨论的问题就来到了电磁波频率上了，我们来看看电磁波是怎样根据频率来分类的： 上面是频率，左到右越来越低单位是赫兹，下面是波长，左到右越来越长单位是米。我们从右到左来解释一下吧： 首先是长波（Long radio waves），波长超过 1 千米，频率低于 300kHz，如果按照频率分类长波要包含低频（30k - 300kHz），甚低频（3k - 30kHz），特低频（300 - 3kHz），超低频（30 - 300Hz）和极低频（小于 30Hz）。 这些低频电磁波主要是在一些奇怪的领域，比如地质探测潜艇通讯之类……交流电产生的电磁波辐射（50Hz / 60Hz）也是在这个范围内的。长波中频率相对较高的被称为低频频段（30kHz - 300kHZ）的电磁波被用于一些卫星定位系统和无线校时。 鉴于无数朋友问高压电的辐射问题，在这里再补充几句好了。无论是多少千伏还是多少万伏的高压电线，变电站，高压电塔，变压器，还是家里用的电线，以及所有没有提到的和能源用电有关的设备，它们的工作频率在中国都是 50 赫兹。 这种频率的电磁辐射的波长长达 6 千千米，按照电磁辐射发射天线的理论分析，想要发射这种波长的电磁辐射，那么其天线的尺寸也要达到上千千米才能做到。所以对于 50 Hz 的输电设施来说，只能在其很近距离的周围产生感应电磁场，很难做到向外辐射能量。 然后是无线电波（Radio waves），也称为射频波（RF - Radio frequency）。波长范围1毫米至1千米，频率范围 300kHz 至 300GHz。图中可见其相对较低频率段包括无线电通讯常用的调幅（AM）以及调频（FM）频率范围。无线电波中频率较高部分（频率 300MHz 至 300GHz 部分）也称为微波（Microwave）。无线电波主要用途是通讯。额外提一点就是微波有个很有名的用途就是微波炉，这个后面关于电磁辐射危害部分再细说。 再之后是红外线（IR -?Infrared），其波长在 760 纳米至 1 毫米之间，频率则是 300GHz 至 430THz，另外鉴于越往后的频率越高，为了避免出现T往上的P/E/Z/Y造成困扰，之后会用科学计数法来表示频率：430THz 也就是 4.3E14（4.3乘以10的14次方，也就是乘以100,000,000,000,000，而4.3E14 就是430,000,000,000,000）。而红外线更多的被用于监测热源。 再之后是可见光（Visible spectrum），波长范围 380 纳米至 780 纳米，频率在 1E14 Hz量级。可见光就是红橙黄绿蓝靛紫。 可见光之后是紫外线（UV Ultraviolet），波长范围 10 纳米至 400 纳米，频率在 1E14 至 1E16 Hz量级。自然界紫外线主要来自恒星辐射。 最后两种超高频率电磁波则分别是?X 射线（X Ray）以及频率最高的伽玛射线（γ Ray）。X 射线来自电子产生能量变化时以电磁波形式释放的能量，伽马射线来自原子核从高能激态到低能基态过程中以电磁波形式释放的能量。实际上 X 射线和伽玛射线是有一部分频率重合的，只是由于