不太明白原話和回復(fù)是想說什么物理規(guī)律,摸索思路懷疑是說輻射某種波長電磁波的能力,不知道是不是這個問題? 物體輻射電磁波的機(jī)制有很多種,普通人一般不熟悉的,所以經(jīng)常把最廣義的“輻射”理解成那些可以造成人體傷害的特定波長或者特定功率密度的輻射,這個科普應(yīng)該專門做一次,讓公眾理解輻射的定義,搞物理的應(yīng)該能夠講的比較系統(tǒng),可以幫忙帶進(jìn)輻射門。 我只架個橋說一點。 中學(xué)的物理課開始講到一點點“輻射”的知識,主要是波長接近可見光波段的部分,最多的教學(xué)內(nèi)容是熱輻射的機(jī)制(黑體輻射,參見網(wǎng)上的介紹),能夠看成黑體的物體通過溫度的升高來輻射電磁波,具體例子是白熾燈的鎢絲、煤球、屋子的墻壁等等(太陽在嚴(yán)格意義上說不能算,有非黑體輻射的成份)。 這類輻射源可以同時發(fā)射不同波長的電磁波,而且波長基本上算連續(xù)變化的,只是在特定溫度的時候,其中某個波長附近的輻射占主要地位,在功率譜上叫做輻射峰。溫度越高,實際輻射的波長范圍越寬,輻射峰也越向短波長方向移動,移動到可見光波段時人就能夠覺得很亮了,還有顏色的變化。 所以拿塊鐵放在火上燒,能夠感覺到鐵塊越來越烘人(發(fā)出紅外波段的電磁波),再逐漸看得出自己發(fā)出紅光(輻射波長范圍擴(kuò)大到可見光的長波端了),再越來越紅亮(輻射峰逐漸靠近紅光波段),再變橙紅、橙黃、黃白,越來越耀眼(輻射峰向短波段移動,但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒有到達(dá),只是可見光的成份在增加);而且鐵塊烘人越來越厲害(溫度越高,輻射功率越大,紅外輻射還占主要成份,熱效應(yīng)很強)。 大家有經(jīng)驗通過觀察鐵塊發(fā)光的顏色和亮度來判斷溫度,就是因為溫度和輻射功率、各種波長成份的比例有特定的關(guān)系,鐵匠和煉鋼師父見多了就有更多經(jīng)驗,能夠看一眼就準(zhǔn)確知道溫度是多少,現(xiàn)在要注意的是他們經(jīng)常滿頭滿身的大汗,因為鐵塊鋼水不但發(fā)射可見光,而且同時發(fā)射更大功率的紅外線! 大家從這些情況可以想到了——很多物體在發(fā)熱的時候會同時輻射多種波長的電磁波,而且溫度越高,可以輻射的波長就越短。 但是要注意電磁波輻射不僅僅靠光子能量的高低來產(chǎn)生破壞作用,也能夠靠一定時間內(nèi)輸入的總能量來破壞。 然后必須扯到散熱問題,散熱比吸熱慢時,物體就會不停升溫,溫度高到一定程度,分子的能級改變,化學(xué)鍵扛不住了,發(fā)生化學(xué)分解,或者是不同的分子在高溫條件下開始能夠進(jìn)行一些反應(yīng),各種中間產(chǎn)物也這樣反應(yīng),紅外輻射雖然一般不能靠光子的能量直接破壞很多常見分子,卻通過提高溫度來創(chuàng)造反應(yīng)條件,讓分子互相打架,造成間接的破壞。 以上是常見的黑體輻射情況,要注意現(xiàn)在說的輻射是專門講電磁波的,但是“輻射”一詞查定義就知道還可以用在其它現(xiàn)象上,泛泛地說某種形式的能量從一個什么東西那里跑出來,傳播到遠(yuǎn)處。人亂喊亂叫也是在輻射,打嗝也是,心臟搏動也是,只是輻射的東西是聲波?,F(xiàn)在聽到“有輻射”還馬上害怕嗎?要看具體情況,有可能而已,如果太響太難聽的話。 說點微波爐的具體問題。 微波是對一種電磁波的技術(shù)應(yīng)用方面的定義,因為有些專業(yè)的人主要研究它,不想理會其它種類的電磁波,就用波長來作為標(biāo)志特指,一般說來比玩電報雷達(dá)的人喜歡的“無線電波”更短些(通訊時反射繞射效果不好,容易被水分子吸收而衰減,所以經(jīng)常被無視),比烤面包烤火的人喜歡的“紅外線”更長些(用加熱的辦法不好大功率發(fā)射,熱效應(yīng)針對的分子共振頻率太挑剔,經(jīng)常純屬路過,所以不是大眾情人)。 微波的小故事 二戰(zhàn)的時候,飛機(jī)轟炸已經(jīng)變成常用的打擊手段,而且不愿告訴對方什么時候要打哪里,飛得快飛得遠(yuǎn),丟的炸彈也很多,各國就研究開發(fā)防空警戒的技術(shù)。 發(fā)現(xiàn)微波加熱用途的一些八卦陣 雷達(dá)負(fù)責(zé)隨時監(jiān)視敵人,玩雷達(dá)的人要值班,工作條件和家里自然不一樣,亂放東西是經(jīng)常的事,后來有人把夜宵什么的放在雷達(dá)的某些部件附近,過一陣來拿發(fā)現(xiàn)食物變熱了,也有人發(fā)現(xiàn)站在雷達(dá)的某些部件附近就發(fā)熱。這些位置有很強的電磁波輻射,有些值班的人就形成一種習(xí)慣,故意把食物放在這里熱一下再吃。 很多種分子和原子的振動轉(zhuǎn)動頻率很獨特,對微波輻射的響應(yīng)有強烈的選擇性,不夠接近的頻率很少吸收,不象對待紅外線那樣太不擇口味,微波輻射就能夠用特定的頻率打醬油路過,只去搖某些特殊頻率的分子,對物體的穿透力很強,防止能量幾乎都被表層吸收,不但屏蔽了內(nèi)部,而且局部溫度差異太大,里面還是生的而外面就焦糊了。 再后來微波技術(shù)很成熟練,大眾生活也進(jìn)入電器化時代,出現(xiàn)微波爐就和出現(xiàn)電烤箱(紅外輻射加熱法)一樣很自然。 為什么人們對微波爐如此緊張,卻不興起對明火燒烤致病的害怕? 因為微波技術(shù)的起源在專業(yè)化的科學(xué)研究領(lǐng)域,大眾很少能夠了解有關(guān)的自然規(guī)律的探索,不可避免有陷入未知的不安全感,對于仍然習(xí)慣明火燒烤方法加熱的中國人,實際上其中大部分都不了解所謂“輻射”的知識,更不了解其中一種依靠特定波長的電磁波加熱食物的技術(shù)基礎(chǔ),自然就有各種猜測了,而正確認(rèn)識的有效辦法必定只有獲得必要的物理化學(xué)知識,并且有能力僅需獨立的理性思考,只聽結(jié)論不會有大的改觀,因為微波爐看似簡單,實際上是一個多功能(經(jīng)常有紅外輻射加熱法的集成)加熱器,而且被不同的人以不同的具體操作模式處理多種物質(zhì),要得到無害的使用結(jié)果必定是特例,必須正確謹(jǐn)慎操作,而且不能任意構(gòu)思加熱工序和處理所有食物,還要能夠分辨各種有害結(jié)果與什么因素有關(guān)。 至于“單純”的微波泄漏對人體的影響,已經(jīng)明確定義只允許討論屬于“微波”的電磁波的作用,比較方便思考,但是也要分成光子能量高低的影響,和輻射功率密度的影響,按照用木炭燃燒烘烤的基本思路想就行了,如果要非常嚴(yán)肅地討論,就會扯到各種化學(xué)物質(zhì)的分子的分解條件和產(chǎn)物性質(zhì),還有不同分子在各種條件下的反應(yīng)問題,然后再調(diào)查研究每臺微波爐中實際放進(jìn)了什么物質(zhì)、被怎樣輻照,再到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究產(chǎn)物的生物毒性,最后才有明確的結(jié)論,而且是針對特定例子的,歸納出普遍適用的嚴(yán)格看法還要花上更多功夫。但是這樣的研究顯然沒到很深程度,分辨什么后果是輻射直接造成的都很困難,現(xiàn)在可以謹(jǐn)慎推薦的結(jié)論估計是——根據(jù)很多人長期使用微波爐而且食用微波加熱的食物的已知結(jié)果看,按推薦的操作方法使用制造合格的微波爐,對推薦認(rèn)為合適的食物種類進(jìn)行加熱,還沒有發(fā)現(xiàn)明顯可證的微波輻射造成傷害或者食物變得有害的情況。 PS: 呃,又寫得太長了,輻射門本來就特別大嘛,多少人就是把輻射當(dāng)飯吃的,怪得著我么,實際上是標(biāo)準(zhǔn)的輻射位面短語,嘿嘿。 |
|