作者waddler (搖擺人)
看板Physics
標題Re: [請益] 關於電磁波...
時間Wed Dec 8 21:16:53 2010
※ 引述《annette2008 (安涅特2010)》之銘言：
: 標題: [請益] 關於電磁波...
: 時間: Wed Dec 8 11:54:04 2010
:
: 我只知道毫高斯是磁場的單位
: 毫瓦是輻射的單位
: 所以我想請教大家電磁波、電磁輻射、微波輻射是一樣的東西嗎?
: 還有應該用什麼單位去對應？
: 為什麼電磁輻射不是用毫瓦而是用毫高斯的單位呢？
剛剛拜了google，發現台灣跟美國的電磁波相關規範確實是用毫高斯當單位
也許是因為磁場比較容易量？
同時也goo到有人實測家用電器附近的毫高斯讀數，大多在20mG以下
電視電腦螢幕稍高，可以到50mG+
電磁爐可以高到500mG
http://0rz.tw/8xFg2
http://0rz.tw/MOvrH
不過他沒測最恐怖的吹風機
其實電磁波的 磁場(毫高斯) 跟 功率(毫瓦) 是有數學式可以轉換的
關鍵字：Poynting vector
(前一篇推文裡應該不少人沒想起這玩意....包括我自己 XD)
稍微算了一下
800mG的電磁波，輻射強度是 152 瓦/平方公分
20mG => 大約 0.1 瓦/平方公分
這樣比較起來，好像800mG很恐怖？
其實也未必
例如上面第二個連結，電磁爐在貼近爐面是500mG
但是離開爐面一公尺，就降到只剩2mG
相比於空氣，人體組織阻絕電磁波的能力更強
所以即使你很靠近電磁爐，身體吸收到的輻射強度也不會高到 152 瓦/平方公分
我猜想這個833毫高斯的規定，就是歐美國家根據一些生物實驗訂出來的標準吧
至少美國的標準跟台灣一樣....
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 128.189.189.92
1F：推 Muscovy:大吃一驚! 可是要怎麼分辨量到的是電磁波還是靜磁場？O_o 12/08 21:27
2F：→ waddler:電磁爐用的不是靜磁場 而是時變磁場 工作頻率大約20KHz 12/08 21:29
3F：→ waddler:量電磁波的電表 可能有自動扣除地磁或其他靜磁的設計吧 12/08 21:32
4F：推 Muscovy:呃, 我的問題就是: 拿一個高斯計, 不可能知道扣哪些啊?? 12/08 21:35
5F：推 Muscovy:哦, 我也查到了. 不過要「極低頻電磁波」才會用磁場強度. 12/08 21:49
6F：→ waddler:原理應該類似那種可量交流電的電表 再扣掉background就行 12/08 21:50
7F：推 Muscovy:濾波沒問題. 但是....就測量來說, 不能隨便說說就濾掉. :D 12/08 21:51
8F：→ waddler:喔對阿 是無線電波以下的低頻波 不過我覺得立委大人也不會 12/08 21:52
9F：→ Muscovy:用 mG 做單位的是 100MHz 以下的 RF 波段, 我查到的... 12/08 21:53
10F：→ waddler:去關心高於手機電磁波頻率的波吧 XD 12/08 21:53
11F：→ Muscovy:microwave 以上都還是用 W/m^2 當單位... 12/08 21:53
12F：推 Muscovy:可是可是, 這樣你那邊用 Poynting vector 就不太對. 12/08 21:57
13F：→ Muscovy:因為 Poynting vector 計算到的能量只有 EM-wave 的部分. 12/08 21:57
14F：→ Muscovy:也就是只有傳遞到無窮遠處的能量會算到... 12/08 21:58
15F：→ Muscovy:但是以這邊的例子的話... 近場的靜磁部分其實蠻重要的. 12/08 22:00
16F：→ Muscovy:哦也不能講靜磁. 而是「不會傳遞到無窮遠」的 EM-field. 12/08 22:01
17F：→ Muscovy:所攜帶的能量... O_o 12/08 22:01
18F：推 Muscovy:而且「我覺得」啦, 這種低頻規範強調的是磁場強度... 12/08 22:06
19F：→ Muscovy:反而跟電磁場的能量密度沒什麼關係. 12/08 22:06
20F：→ Muscovy:不過還是蠻酷的, 低頻看磁場... 我也是今天才知道. :DDD 12/08 22:08
21F：→ waddler:dipole radiation 場強跟距離成反比 靠近爐面磁場強不奇怪 12/08 22:36
22F：→ waddler:我不肯定近場會造成多扭曲的效果 但不覺得一定是靜磁所致 12/08 22:39
23F：推 Muscovy:哦, 因為波長很長, 所以一定要考慮近場. 12/08 23:14
24F：→ Muscovy:只是我前面寫起來有語病, 但是沒辦法改... Orz 12/08 23:14
25F：→ Muscovy:簡單來說, 並不是變動的電磁場就一定會形成電磁波... 12/08 23:15
26F：→ Muscovy:然後呢, 「建立電磁場所需的能量」... 12/08 23:15
27F：→ Muscovy:也不會等於「把人泡在電磁場中所吸收的能量」. :D 12/08 23:16
28F：→ Muscovy:Poynting vector 其實就是遠場在用的... 12/08 23:16
29F：→ Muscovy:近場的話, 每一種形式的 EM-field 都要考慮進來. 12/08 23:17
30F：→ waddler:ㄟ 但是電磁爐的運作方式很明顯會產生電磁波 12/08 23:24
31F：→ waddler:我想你想強調的是 你懷疑那個電表量到的不只電磁波的場強 12/08 23:27
32F：→ waddler:不過這個並不影響 我們假設電磁波場強確實是800mG的時候 12/08 23:28
33F：→ waddler:會得到多少能量通量 畢竟那標準要規範的就是電磁波 12/08 23:29
34F：推 Muscovy:其實好像不是, 低頻規範與其說「規範電磁波的強度」....？ 12/08 23:32
35F：→ Muscovy:更應該說是「規範近場的磁場強度」... 12/08 23:32
36F：→ Muscovy:就是說, 低頻的時候人家比較在意那個電流的磁效應. :D 12/08 23:33
37F：→ waddler:我不覺得那個規範是為了磁場強度...磁場強度只對涉及電工 12/08 23:37
38F：→ waddler:操作的人有差 跟其他老百姓關係不大 會用mG當單位應該有 12/08 23:38
39F：推 Muscovy:可是這樣沒辦法解釋為什麼只有低頻規範用磁場單位... O_o 12/08 23:38
40F：→ Muscovy:如果考慮 Poynting theorem, 那各種頻率都要適用才對... 12/08 23:39
41F：→ waddler:其他考量 例如測量的便利性 或甚至是約定俗成 12/08 23:39
42F：推 Muscovy:量測不是問題啦, 微波的光子或 X 光的頻率都可以量了. :D 12/08 23:43
43F：→ waddler:但你量不到X光的磁場大小吧? 12/08 23:43
44F：→ Muscovy:那些規範會那樣訂通常不是為了便利性, 而是真的有需要. :o 12/08 23:43
45F：→ Muscovy:可以啊, X-ray 的強度很好量哦... 因為粒子性很強. 12/08 23:44
46F：→ waddler:正如你說的 低頻波的磁效應比較明顯 那就足以說明在低頻段 12/08 23:45
47F：→ waddler:測量磁場的便利性了 12/08 23:46
48F：→ waddler:X-ray 的強度通常是用電離的方式測量吧? 跟磁場無關 12/08 23:47
49F：推 Muscovy:不不不, 其實用你文章內的數字就可以看出一些矛盾了... 12/08 23:47
50F：→ Muscovy:譬如你把 800mG 換算成 152W/cm^2... 12/08 23:47
51F：→ Muscovy:那 500mG 應該是換算成 60W/cm^2. 12/08 23:48
52F：→ Muscovy:但是家用微波爐的功率頂多 700W... 外洩都只能撐 10cm^2. 12/08 23:48
53F：→ Muscovy:這個矛盾的地方就是我說不能用 Poynting vector 算的地方. 12/08 23:49
54F：推 Muscovy:哦, 是電磁爐... 所以功率要改成 1000W. 但是不會好多少. 12/08 23:52
55F：→ waddler:微波爐外洩的是微波...電磁爐時變磁場產生的是低頻無線電 12/08 23:55
56F：→ waddler:就算場強一樣 對人體的侵入程度差別也會很大 12/08 23:56
57F：→ waddler:ㄟ 總之我是覺得 規範既然是說電磁波要在800mG以下 12/08 23:58
58F：→ waddler:那我就不去懷疑那800mG是不是有其他考慮 直接算一個能量通 12/09 00:00
59F：→ waddler:量 畢竟只要是電磁波 就一定能算出 Poynting vector 12/09 00:00
60F：推 Muscovy:可是數字湊不起來對不對？因為近場的 Poynting vector... 12/09 00:03
61F：→ Muscovy:近場的 Poynting vector 要計算向量和... 12/09 00:03
62F：→ waddler:但是我看規範也沒規定近場遠場阿 XD 那當然一般性處理 12/09 00:05
63F：推 Muscovy:所以把 800mG 對應成 152W/cm^2 應該是有問題的. 12/09 00:06
64F：→ waddler:數字我沒去湊 其實我不太懂你想算什麼...微波有另外的規範 12/09 00:06
65F：→ Muscovy:我看的有寫哦. 而且 RF 波長都是好幾公尺, 都是近場啦. :D 12/09 00:06
66F：→ waddler:我看不出 800mG 對應到 152W/cm^2 有甚麼問題....難道 12/09 00:08
67F：→ waddler:B=800mG 的電磁波, Poynting vector 的大小不是那個量級? 12/09 00:09
68F：推 Muscovy:我舉個最簡單的反例, 磁鐵... 靜磁 800mG. 12/09 00:09
69F：→ waddler:我的意思就是 我不管遠場近場 要是我這邊有個B=800mG的電 12/09 00:10
70F：→ Muscovy:除了靜磁之外, 移動中的電子也可以產生「變動磁場」... 12/09 00:10
71F：→ waddler:磁波 我就會得到152W/cm^2的能量通量 12/09 00:10
72F：→ Muscovy:很多「變動磁場」都不會把能量輻射到無窮遠處... 12/09 00:10
73F：→ waddler:哎 我的意思是說電磁波的磁場強度=800mG.... 12/09 00:11
74F：→ Muscovy:因為那些形式的 Poynting vector 頭接尾... 向量和沒了. 12/09 00:11
75F：→ waddler:不會產生電磁波的電場或磁場 就不在這個計算範圍 12/09 00:12
76F：→ Muscovy:我知, 問題是你沒辦法分辨哪些 E/B-field 屬於電磁波. :D 12/09 00:12
77F：→ Muscovy:Poynting vector 一直都成立, 但是你的算法其實是遠場用的 12/09 00:13
78F：→ waddler:我不敢武斷地說不能 所以我假設他能 @@ 12/09 00:13
79F：推 Muscovy:沒關係啦, 從你找到的數字找矛盾比較快... :DDD 12/09 00:17
80F：→ Muscovy:我相信你很難從那些數字算出能量守恆的結果. :o 12/09 00:17
81F：→ Muscovy:那些矛盾其實就是那種「不是電磁波的變動電磁場」的結果. 12/09 00:18
82F：→ waddler:那些數字不是找來的...是我計算的 by google calculator 12/09 00:20
83F：→ waddler:也許有算錯也許沒有 有興趣可以驗算看看 S = E X H @@ 12/09 00:21
84F：推 Muscovy:貼近爐面: 500mG, 離開一公尺: 2mG <- 這應該是找到的吧？ 12/09 00:22
85F：→ waddler:套用過幾個數字是還蠻make sense 例如很多新聞說到瑞典 12/09 00:23
86F：→ Muscovy:用你的算法, 這兩個對應的 energy flux 差了 62,500 倍. 12/09 00:23
87F：→ Muscovy:如果能量要守恆... 兩邊通量所對應的面積要差 62,500 倍. 12/09 00:24
88F：→ waddler:的神奇規定是2mG 代進 Poynting vector 大約是 1mW/cm^2 12/09 00:25
89F：→ waddler:ㄟ 可是我的計算不是要解釋他的量測結果阿...我無從得知他 12/09 00:26
90F：→ waddler:的實驗環境如何 12/09 00:27
91F：推 Muscovy:不會啊, 電磁爐算輻射面直徑 20cm 好了... 這是低估. 12/09 00:28
92F：→ Muscovy:你找到的數據等於一公尺外要散佈在直徑 50m 的大圓上. 12/09 00:29
93F：→ Muscovy:大約是 16 層樓高的大圓... 距離一公尺. 12/09 00:30
94F：→ waddler:考慮最簡單的 dipole radiation 場強不只是距離的函數 12/09 01:14
95F：→ waddler:同時也是角度的函數...你根本無法從圖上判斷那位朋友做量 12/09 01:15
96F：→ waddler:測的時候有沒有保持同樣角度 12/09 01:17
97F：→ waddler:也無從判斷周邊其他電器造成了多大影響.... 12/09 01:18
98F：→ waddler:總之我找那兩張圖出來不是想證明他的數據遵守平方反比率.. 12/09 01:19
99F：→ waddler:只是想show給原po看 即使只在空氣之中 電磁爐產生的輻射隨 12/09 01:21
100F：→ G41271:你們幹麻不用回文.. 12/09 01:21
101F：→ waddler:距離衰減得很快 遇到人體應該是衰減得更快 12/09 01:21
102F：推 changshingo: 800mG電磁波怎麼可能有152W/cm2，ICNIRP對微波的規範 03/26 21:03
103F：→ changshingo: 也才10W/m2 03/26 21:03
104F：→ changshingo: 152W/cm2 = 1520000W/m2，這樣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其實是剛好而已，並不能說有make sen 03/26 21:06
107F：→ changshingo: se 03/26 21:06
108F：→ changshingo: 因為頻段不同無法直接比較，1mw/cm2不是針對RFID的 03/26 21:07
109F：→ changshingo: 2mG這玩意只是被炒作出來的安全標準 03/26 21:09
110F：→ changshingo: 真正的poynting vector積分有三項，所謂的E×H只是 03/26 21:14
111F：→ changshingo: 遠場的那一項，剩餘的兩項都還沒有計算到，因為那是 03/26 21:14
112F：→ changshingo: 「不會發射電磁場的近場」 03/26 21:14