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为什么太阳光能让人感到热,而4G电磁波不能让人感到热?
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
人类对光的认识始终在不断的深入中,自牛顿认为光是一种粒子,经过漫长的波粒之争后,终于得出结论,光具有波粒二象性。而这种波又不是一种简单的波,电磁学的集大成者麦克斯韦预测光是一种电磁波,并且物理学家赫兹成功地证实了麦克斯韦的观点。
光具有波粒二象性
但是,同样是电磁波,太阳光和通信电磁波信号由于频率、波长等特性的不同所具备的能量是不一样的。
太阳光的能量
太阳光的产生是由于太阳所含物质(大部分是氢元素)的核聚变反应所释放的能量以光的形式辐射而照射到地球上,通过光速以及太阳到地球的距离得知,太阳上产生的光要8分钟才能照射到地球上。
太阳通过辐射将热量送到地球
太阳光所包含很多种成分,其中包含大量的高频率及中等频率的紫外线、可见光、红外线等等,其中可见光占50%,红外线占43%,紫外线占7%。下图为电磁波的频谱图:
电磁波频谱图
为什么这些波段的电磁波能量很强呢?普朗克在研究物体热辐射时发现了用“量子方法”以描述其能量辐射过程,光子就是一份能量子,这一份能量可以用e=hv(h是普朗克常量,v是电磁波的频率)来表示,由于c=λv(λ为波长)得出波长越短,频率越大,e也就越大。由于太阳光中存在着紫外线等高能电磁波,所以夏天的时候要特别注意防晒灼伤皮肤。
4G信号的能量
4g通信信号的电磁波的产生是通过具体的设备产生的,首先是使用换能器将需要无线传播的信号转换成电信号,然后在利用发射机将该电信号转变为高频电震荡,最后通过天线将震荡信号转变为电磁波信号发射出去。通常情况都是手机,手机的发射功率很低,完全不像那些高级设备那样对人体有着可以察觉的影响。
手机信号频率太高,能量很低
通信电磁波信号一般都是人为调制的,他的波长及频率都在特定的范围内,可作为移动通信的波长范围大概位于1000m-1cm之间,这些波的频率要比太阳光所含的波频率要低得多,同样的由普朗克能量公式可知手机等电磁波信号的能量很低,而且处于人眼看不见的频段。作为电磁波在外界传播过程中,频率越高,波长越短,越趋于直线传播,像通信卫星的电磁波信号大多都处在厘米级。
总结
有数据可知,在地面上太阳光直射的区域可达到100mW/CM^2,而300MHz~300GHz频率下的手机通信信号的辐射功率为小于10μW/cm2。因此4g信号当然不能使人体感觉到热!
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