作者waddler (摇摆人)
看板Physics
标题Re: [请益] 关於电磁波...
时间Wed Dec 8 21:16:53 2010
※ 引述《annette2008 (安涅特2010)》之铭言：
: 标题: [请益] 关於电磁波...
: 时间: Wed Dec 8 11:54:04 2010
:
: 我只知道毫高斯是磁场的单位
: 毫瓦是辐射的单位
: 所以我想请教大家电磁波、电磁辐射、微波辐射是一样的东西吗?
: 还有应该用什麽单位去对应？
: 为什麽电磁辐射不是用毫瓦而是用毫高斯的单位呢？
刚刚拜了google，发现台湾跟美国的电磁波相关规范确实是用毫高斯当单位
也许是因为磁场比较容易量？
同时也goo到有人实测家用电器附近的毫高斯读数，大多在20mG以下
电视电脑萤幕稍高，可以到50mG+
电磁炉可以高到500mG
http://0rz.tw/8xFg2
http://0rz.tw/MOvrH
不过他没测最恐怖的吹风机
其实电磁波的 磁场(毫高斯) 跟 功率(毫瓦) 是有数学式可以转换的
关键字：Poynting vector
(前一篇推文里应该不少人没想起这玩意....包括我自己 XD)
稍微算了一下
800mG的电磁波，辐射强度是 152 瓦/平方公分
20mG => 大约 0.1 瓦/平方公分
这样比较起来，好像800mG很恐怖？
其实也未必
例如上面第二个连结，电磁炉在贴近炉面是500mG
但是离开炉面一公尺，就降到只剩2mG
相比於空气，人体组织阻绝电磁波的能力更强
所以即使你很靠近电磁炉，身体吸收到的辐射强度也不会高到 152 瓦/平方公分
我猜想这个833毫高斯的规定，就是欧美国家根据一些生物实验订出来的标准吧
至少美国的标准跟台湾一样....
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 128.189.189.92
1F：推 Muscovy:大吃一惊! 可是要怎麽分辨量到的是电磁波还是静磁场？O_o 12/08 21:27
2F：→ waddler:电磁炉用的不是静磁场 而是时变磁场 工作频率大约20KHz 12/08 21:29
3F：→ waddler:量电磁波的电表 可能有自动扣除地磁或其他静磁的设计吧 12/08 21:32
4F：推 Muscovy:呃, 我的问题就是: 拿一个高斯计, 不可能知道扣哪些啊?? 12/08 21:35
5F：推 Muscovy:哦, 我也查到了. 不过要「极低频电磁波」才会用磁场强度. 12/08 21:49
6F：→ waddler:原理应该类似那种可量交流电的电表 再扣掉background就行 12/08 21:50
7F：推 Muscovy:滤波没问题. 但是....就测量来说, 不能随便说说就滤掉. :D 12/08 21:51
8F：→ waddler:喔对阿 是无线电波以下的低频波 不过我觉得立委大人也不会 12/08 21:52
9F：→ Muscovy:用 mG 做单位的是 100MHz 以下的 RF 波段, 我查到的... 12/08 21:53
10F：→ waddler:去关心高於手机电磁波频率的波吧 XD 12/08 21:53
11F：→ Muscovy:microwave 以上都还是用 W/m^2 当单位... 12/08 21:53
12F：推 Muscovy:可是可是, 这样你那边用 Poynting vector 就不太对. 12/08 21:57
13F：→ Muscovy:因为 Poynting vector 计算到的能量只有 EM-wave 的部分. 12/08 21:57
14F：→ Muscovy:也就是只有传递到无穷远处的能量会算到... 12/08 21:58
15F：→ Muscovy:但是以这边的例子的话... 近场的静磁部分其实蛮重要的. 12/08 22:00
16F：→ Muscovy:哦也不能讲静磁. 而是「不会传递到无穷远」的 EM-field. 12/08 22:01
17F：→ Muscovy:所携带的能量... O_o 12/08 22:01
18F：推 Muscovy:而且「我觉得」啦, 这种低频规范强调的是磁场强度... 12/08 22:06
19F：→ Muscovy:反而跟电磁场的能量密度没什麽关系. 12/08 22:06
20F：→ Muscovy:不过还是蛮酷的, 低频看磁场... 我也是今天才知道. :DDD 12/08 22:08
21F：→ waddler:dipole radiation 场强跟距离成反比 靠近炉面磁场强不奇怪 12/08 22:36
22F：→ waddler:我不肯定近场会造成多扭曲的效果 但不觉得一定是静磁所致 12/08 22:39
23F：推 Muscovy:哦, 因为波长很长, 所以一定要考虑近场. 12/08 23:14
24F：→ Muscovy:只是我前面写起来有语病, 但是没办法改... Orz 12/08 23:14
25F：→ Muscovy:简单来说, 并不是变动的电磁场就一定会形成电磁波... 12/08 23:15
26F：→ Muscovy:然後呢, 「建立电磁场所需的能量」... 12/08 23:15
27F：→ Muscovy:也不会等於「把人泡在电磁场中所吸收的能量」. :D 12/08 23:16
28F：→ Muscovy:Poynting vector 其实就是远场在用的... 12/08 23:16
29F：→ Muscovy:近场的话, 每一种形式的 EM-field 都要考虑进来. 12/08 23:17
30F：→ waddler:ㄟ 但是电磁炉的运作方式很明显会产生电磁波 12/08 23:24
31F：→ waddler:我想你想强调的是 你怀疑那个电表量到的不只电磁波的场强 12/08 23:27
32F：→ waddler:不过这个并不影响 我们假设电磁波场强确实是800mG的时候 12/08 23:28
33F：→ waddler:会得到多少能量通量 毕竟那标准要规范的就是电磁波 12/08 23:29
34F：推 Muscovy:其实好像不是, 低频规范与其说「规范电磁波的强度」....？ 12/08 23:32
35F：→ Muscovy:更应该说是「规范近场的磁场强度」... 12/08 23:32
36F：→ Muscovy:就是说, 低频的时候人家比较在意那个电流的磁效应. :D 12/08 23:33
37F：→ waddler:我不觉得那个规范是为了磁场强度...磁场强度只对涉及电工 12/08 23:37
38F：→ waddler:操作的人有差 跟其他老百姓关系不大 会用mG当单位应该有 12/08 23:38
39F：推 Muscovy:可是这样没办法解释为什麽只有低频规范用磁场单位... O_o 12/08 23:38
40F：→ Muscovy:如果考虑 Poynting theorem, 那各种频率都要适用才对... 12/08 23:39
41F：→ waddler:其他考量 例如测量的便利性 或甚至是约定俗成 12/08 23:39
42F：推 Muscovy:量测不是问题啦, 微波的光子或 X 光的频率都可以量了. :D 12/08 23:43
43F：→ waddler:但你量不到X光的磁场大小吧? 12/08 23:43
44F：→ Muscovy:那些规范会那样订通常不是为了便利性, 而是真的有需要. :o 12/08 23:43
45F：→ Muscovy:可以啊, X-ray 的强度很好量哦... 因为粒子性很强. 12/08 23:44
46F：→ waddler:正如你说的 低频波的磁效应比较明显 那就足以说明在低频段 12/08 23:45
47F：→ waddler:测量磁场的便利性了 12/08 23:46
48F：→ waddler:X-ray 的强度通常是用电离的方式测量吧? 跟磁场无关 12/08 23:47
49F：推 Muscovy:不不不, 其实用你文章内的数字就可以看出一些矛盾了... 12/08 23:47
50F：→ Muscovy:譬如你把 800mG 换算成 152W/cm^2... 12/08 23:47
51F：→ Muscovy:那 500mG 应该是换算成 60W/cm^2. 12/08 23:48
52F：→ Muscovy:但是家用微波炉的功率顶多 700W... 外泄都只能撑 10cm^2. 12/08 23:48
53F：→ Muscovy:这个矛盾的地方就是我说不能用 Poynting vector 算的地方. 12/08 23:49
54F：推 Muscovy:哦, 是电磁炉... 所以功率要改成 1000W. 但是不会好多少. 12/08 23:52
55F：→ waddler:微波炉外泄的是微波...电磁炉时变磁场产生的是低频无线电 12/08 23:55
56F：→ waddler:就算场强一样 对人体的侵入程度差别也会很大 12/08 23:56
57F：→ waddler:ㄟ 总之我是觉得 规范既然是说电磁波要在800mG以下 12/08 23:58
58F：→ waddler:那我就不去怀疑那800mG是不是有其他考虑 直接算一个能量通 12/09 00:00
59F：→ waddler:量 毕竟只要是电磁波 就一定能算出 Poynting vector 12/09 00:00
60F：推 Muscovy:可是数字凑不起来对不对？因为近场的 Poynting vector... 12/09 00:03
61F：→ Muscovy:近场的 Poynting vector 要计算向量和... 12/09 00:03
62F：→ waddler:但是我看规范也没规定近场远场阿 XD 那当然一般性处理 12/09 00:05
63F：推 Muscovy:所以把 800mG 对应成 152W/cm^2 应该是有问题的. 12/09 00:06
64F：→ waddler:数字我没去凑 其实我不太懂你想算什麽...微波有另外的规范 12/09 00:06
65F：→ Muscovy:我看的有写哦. 而且 RF 波长都是好几公尺, 都是近场啦. :D 12/09 00:06
66F：→ waddler:我看不出 800mG 对应到 152W/cm^2 有甚麽问题....难道 12/09 00:08
67F：→ waddler:B=800mG 的电磁波, Poynting vector 的大小不是那个量级? 12/09 00:09
68F：推 Muscovy:我举个最简单的反例, 磁铁... 静磁 800mG. 12/09 00:09
69F：→ waddler:我的意思就是 我不管远场近场 要是我这边有个B=800mG的电 12/09 00:10
70F：→ Muscovy:除了静磁之外, 移动中的电子也可以产生「变动磁场」... 12/09 00:10
71F：→ waddler:磁波 我就会得到152W/cm^2的能量通量 12/09 00:10
72F：→ Muscovy:很多「变动磁场」都不会把能量辐射到无穷远处... 12/09 00:10
73F：→ waddler:哎 我的意思是说电磁波的磁场强度=800mG.... 12/09 00:11
74F：→ Muscovy:因为那些形式的 Poynting vector 头接尾... 向量和没了. 12/09 00:11
75F：→ waddler:不会产生电磁波的电场或磁场 就不在这个计算范围 12/09 00:12
76F：→ Muscovy:我知, 问题是你没办法分辨哪些 E/B-field 属於电磁波. :D 12/09 00:12
77F：→ Muscovy:Poynting vector 一直都成立, 但是你的算法其实是远场用的 12/09 00:13
78F：→ waddler:我不敢武断地说不能 所以我假设他能 @@ 12/09 00:13
79F：推 Muscovy:没关系啦, 从你找到的数字找矛盾比较快... :DDD 12/09 00:17
80F：→ Muscovy:我相信你很难从那些数字算出能量守恒的结果. :o 12/09 00:17
81F：→ Muscovy:那些矛盾其实就是那种「不是电磁波的变动电磁场」的结果. 12/09 00:18
82F：→ waddler:那些数字不是找来的...是我计算的 by google calculator 12/09 00:20
83F：→ waddler:也许有算错也许没有 有兴趣可以验算看看 S = E X H @@ 12/09 00:21
84F：推 Muscovy:贴近炉面: 500mG, 离开一公尺: 2mG <- 这应该是找到的吧？ 12/09 00:22
85F：→ waddler:套用过几个数字是还蛮make sense 例如很多新闻说到瑞典 12/09 00:23
86F：→ Muscovy:用你的算法, 这两个对应的 energy flux 差了 62,500 倍. 12/09 00:23
87F：→ Muscovy:如果能量要守恒... 两边通量所对应的面积要差 62,500 倍. 12/09 00:24
88F：→ waddler:的神奇规定是2mG 代进 Poynting vector 大约是 1mW/cm^2 12/09 00:25
89F：→ waddler:ㄟ 可是我的计算不是要解释他的量测结果阿...我无从得知他 12/09 00:26
90F：→ waddler:的实验环境如何 12/09 00:27
91F：推 Muscovy:不会啊, 电磁炉算辐射面直径 20cm 好了... 这是低估. 12/09 00:28
92F：→ Muscovy:你找到的数据等於一公尺外要散布在直径 50m 的大圆上. 12/09 00:29
93F：→ Muscovy:大约是 16 层楼高的大圆... 距离一公尺. 12/09 00:30
94F：→ waddler:考虑最简单的 dipole radiation 场强不只是距离的函数 12/09 01:14
95F：→ waddler:同时也是角度的函数...你根本无法从图上判断那位朋友做量 12/09 01:15
96F：→ waddler:测的时候有没有保持同样角度 12/09 01:17
97F：→ waddler:也无从判断周边其他电器造成了多大影响.... 12/09 01:18
98F：→ waddler:总之我找那两张图出来不是想证明他的数据遵守平方反比率.. 12/09 01:19
99F：→ waddler:只是想show给原po看 即使只在空气之中 电磁炉产生的辐射随 12/09 01:21
100F：→ G41271:你们干麻不用回文.. 12/09 01:21
101F：→ waddler:距离衰减得很快 遇到人体应该是衰减得更快 12/09 01:21
102F：推 changshingo: 800mG电磁波怎麽可能有152W/cm2，ICNIRP对微波的规范 03/26 21:03
103F：→ changshingo: 也才10W/m2 03/26 21:03
104F：→ changshingo: 152W/cm2 = 1520000W/m2，这样高的能量人早就死了吧 03/26 21:04
105F：→ changshingo: 套2mG = 03/26 21:05
106F：→ changshingo: 套2mG = 1mw/cm2其实是刚好而已，并不能说有make sen 03/26 21:06
107F：→ changshingo: se 03/26 21:06
108F：→ changshingo: 因为频段不同无法直接比较，1mw/cm2不是针对RFID的 03/26 21:07
109F：→ changshingo: 2mG这玩意只是被炒作出来的安全标准 03/26 21:09
110F：→ changshingo: 真正的poynting vector积分有三项，所谓的E×H只是 03/26 21:14
111F：→ changshingo: 远场的那一项，剩余的两项都还没有计算到，因为那是 03/26 21:14
112F：→ changshingo: 「不会发射电磁场的近场」 03/26 21:14