1、电磁波与人体健康电磁波与人体健康 中国科学院老科技工作者协会中国科学院老科技工作者协会 中国科学院电工研究所中国科学院电工研究所 吴石增吴石增 目录目录 一、电磁波已构成人类的生活环境一、电磁波已构成人类的生活环境 二、电磁波的传播二、电磁波的传播 三、电磁波谱三、电磁波谱 四、电磁波的生物效应与“双刃剑”作用四、电磁波的生物效应与“双刃剑”作用 五、对人体健康影响的防护五、对人体健康影响的防护 六、结束语六、结束语 一、电磁波已构成人类的生活环境（一、电磁波已构成人类的生活环境（1 1）（一）、从几个问题看电磁波一）、从几个问题看电磁波 的功用和存在的功用和存在 1 1、大家每天都看电视、大
2、家每天都看电视 2 2、几乎每个人都用手机、几乎每个人都用手机 一、电磁波已构成人类的生活环境（一、电磁波已构成人类的生活环境（2 2）3 3、绝大多数人做过、绝大多数人做过X X射线胸透和射线胸透和CTCT 检查检查 4 4、绝大多数家庭都用微波炉、绝大多数家庭都用微波炉 一、电磁波已构成人类的生活环境（一、电磁波已构成人类的生活环境（3 3）5 5、很多人都使用电脑、很多人都使用电脑 6 6、不少家庭有人使用过频谱、不少家庭有人使用过频谱 治疗仪治疗仪 一、电磁波已构成人类的生活环境（一、电磁波已构成人类的生活环境（4 4）（二）、二）、充满电磁波的生活环境充满电磁波的生活环境 从以上事实
3、看，人类要天天和电从以上事实看，人类要天天和电 磁波打交道，我们周围充满了磁波打交道，我们周围充满了 各种类型的电磁波，它与人们的生各种类型的电磁波，它与人们的生 活和生产活动紧密相关。如今，电活和生产活动紧密相关。如今，电 磁波像水和空气一样，已构成人类磁波像水和空气一样，已构成人类 的生活环境。它在人们的生产和生的生活环境。它在人们的生产和生 活活动中起着不可估量的作用活活动中起着不可估量的作用。一、电磁波已构成人类的生活环境（一、电磁波已构成人类的生活环境（5 5）（三）、（三）、电磁波是人类的电磁波是人类的“双刃剑双刃剑”当电磁波为人们谋福利的同时，当电磁波为人们谋福利的同时，也为人们
4、的生活和健康带来一定的负也为人们的生活和健康带来一定的负 面影响面影响,成为人类生活和健康的成为人类生活和健康的“双双 刃剑刃剑”。为此，人们有必要认识电为此，人们有必要认识电 磁波的磁波的“双刃剑双刃剑”作用，在使用它们为作用，在使用它们为 自己谋利的时候，要采取相应的防护自己谋利的时候，要采取相应的防护 措施，防止电磁波对人体健康的伤害措施，防止电磁波对人体健康的伤害。二、二、电磁波的电磁波的传播（传播（1 1）（一）电磁波的基本概念（一）电磁波的基本概念 电磁波简单地说就是电磁场的波动。电场的电磁波简单地说就是电磁场的波动。电场的变化产生磁场，磁场的变化也会形成电场，两变化产生磁场，磁场
5、的变化也会形成电场，两者交互作用的波动，称为者交互作用的波动，称为“电磁波电磁波”。二、二、电磁波电磁波的传播（的传播（2 2）（二）电磁波的传播（二）电磁波的传播 电磁波在自由空间的传播速度等于光速，即约为电磁波在自由空间的传播速度等于光速，即约为3 310108 8米米/秒。这一速度大致相当于电磁波在一秒内沿赤道绕地球秒。这一速度大致相当于电磁波在一秒内沿赤道绕地球传播七周半。其传播的基本物理形式如下图所示：传播七周半。其传播的基本物理形式如下图所示：二、二、电磁波电磁波的传播（的传播（3 3）（二）电磁波的传播（二）电磁波的传播 电场变化动态图电场变化动态图 二、二、电磁波电磁波的传播（
6、的传播（4 4）（二）电磁波的传播二）电磁波的传播 磁场变化动态图磁场变化动态图 三、电磁波谱三、电磁波谱(1)(1)不同波长的电磁波对应不同的频率，按照波长或频率的顺序不同波长的电磁波对应不同的频率，按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就形成电磁波谱。其波谱图如下把这些电磁波排列起来，就形成电磁波谱。其波谱图如下 三、电磁波谱三、电磁波谱(2)(2)电磁波特征参数一览表电磁波特征参数一览表 名名 称称 波长波长(真空中真空中)频率频率(Hz)能量能量(eV)射射 频频 104m1m 31043108 1.2410-101.2410-6 微微 波波 1m1mm 310831011 1.2
7、410-61.2410-3 红外线红外线 1mm0.8um 310113.71014 1.2410-31.24 可见光可见光 800nm380nm 3.710147.91014 1.553.26 紫外线紫外线 380nm10nm 7.9101431016 3.261.24102 X X射线射线 10nm10-3nm 3101631020 1.241021.24106 射线射线 10-3nm10-4nm 3102031021 1.241061.24107 三、电磁波谱三、电磁波谱(3)(3)（二（二）、电磁波谱的特点和规律）、电磁波谱的特点和规律 从以上的电磁波谱表可以看出，其特点和规律是从以上
8、的电磁波谱表可以看出，其特点和规律是波长依次从长变短，频率依次由低变高，能量依次波长依次从长变短，频率依次由低变高，能量依次由小变大。当其作用到人体时，不同波段的电磁波由小变大。当其作用到人体时，不同波段的电磁波会产生不同的生物效应。低能量波段的电磁波产生会产生不同的生物效应。低能量波段的电磁波产生非电离辐射效应，高能量波段则产生电离辐射效应。非电离辐射效应，高能量波段则产生电离辐射效应。四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(1)(1)（三）、电磁波的生物效应（三）、电磁波的生物效应（1 1）从大的方面来说，电磁波的生物效应分两种：电离辐射效应和从大的方面来说，电磁波的生物效应分两
9、种：电离辐射效应和非电离辐射效应。非电离辐射效应。1 1、电离辐射效应（、电离辐射效应（1 1）（1 1）什么是电离辐射）什么是电离辐射 电离辐射作用如图所示。电离辐射效应是具有高能量的电磁波对生物体辐电离辐射作用如图所示。电离辐射效应是具有高能量的电磁波对生物体辐射时，足以将生物组织的分子结构打散成带电的离子，从而引起生物体细胞、射时，足以将生物组织的分子结构打散成带电的离子，从而引起生物体细胞、组织或器官功能和结构的改变，导致病变，对生物体造成伤害。组织或器官功能和结构的改变，导致病变，对生物体造成伤害。电离电离辐射辐射 生物活性生物活性分子的电分子的电离和激发离和激发 四、生物效应与双刃
10、剑作用四、生物效应与双刃剑作用(2)(2)（三）、电磁波的生物效应（三）、电磁波的生物效应（2 2）1 1、电离辐射效应（、电离辐射效应（2 2）(1)(1)什么是电离辐射什么是电离辐射(2)(2)电离辐射基本概念图电离辐射基本概念图 人体组织的基本单元是细胞，细胞又由分子所构成，分子又由原子所组成。人体组织的基本单元是细胞，细胞又由分子所构成，分子又由原子所组成。细胞的构成细胞的构成 分子的构成分子的构成 原子的构成原子的构成 四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(3)(3)（三）、电磁波的生物效应（三）、电磁波的生物效应（2 2）1 1、电离辐射效应（、电离辐射效应（3 3）（
11、2 2）电离辐射作用对人体伤害的基本原理）电离辐射作用对人体伤害的基本原理 大剂量的辐射将引起大范围的细胞大剂量的辐射将引起大范围的细胞 死亡，直接对人体造成大的伤害。在死亡，直接对人体造成大的伤害。在 少量剂量下，它并不能对人体直接造成少量剂量下，它并不能对人体直接造成 伤害。在某些情况下，细胞并不死亡，伤害。在某些情况下，细胞并不死亡，但是变成非正常细胞，那些非正常细胞但是变成非正常细胞，那些非正常细胞 甚至发展为癌变细胞。在小剂量的辐射甚至发展为癌变细胞。在小剂量的辐射 下，人体或部分被辐射器官能存活下来，下，人体或部分被辐射器官能存活下来，但是但是 最终导致癌症发病的几率大大最终导致癌
12、症发病的几率大大 增加。增加。四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(4(4)（三）、电磁波的生物效应（三）、电磁波的生物效应（3 3）2 2、非电离辐射效应、非电离辐射效应(1)(1)非电离辐射效应是具有较低能非电离辐射效应是具有较低能 量的电磁波对生物组织进行辐射时，量的电磁波对生物组织进行辐射时，不至于使生物体的化学分子结构不至于使生物体的化学分子结构 发生变化，不会对生物体直接造发生变化，不会对生物体直接造 成伤害。成伤害。非电离辐射虽然对人体没有明非电离辐射虽然对人体没有明 显的伤害作用，但长时间作用也会显的伤害作用，但长时间作用也会 产生潜移默化的累积性伤害作用，产生潜移
13、默化的累积性伤害作用，人们也需要在了解它的基础上，对人们也需要在了解它的基础上，对 其进行正确地使用和必要地防护其进行正确地使用和必要地防护。四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(5(5)（三）、电磁波的生物效应（三）、电磁波的生物效应（4 4）2 2、非电离辐射效应、非电离辐射效应(2)(2)非电离辐射效应的类型非电离辐射效应的类型 （1 1）热效应）热效应 热效应是指进入生物系统的电磁波热效应是指进入生物系统的电磁波 转化为热能，当吸收的热能超过体温转化为热能，当吸收的热能超过体温 调节能力时，引起机体组织温度升高。调节能力时，引起机体组织温度升高。（2 2）刺激效应（法拉第效
14、应）刺激效应（法拉第效应）低于低于100kHz100kHz的交流电会产生有限的的交流电会产生有限的 如肌肉痉挛、疼痛、心室纤维颤动等如肌肉痉挛、疼痛、心室纤维颤动等 刺激现象，这种现象又称为法拉第效应。刺激现象，这种现象又称为法拉第效应。四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(6(6)（三）、（三）、电磁波的生物效应（电磁波的生物效应（5)5)2 2、非电离辐射效应、非电离辐射效应(3)(3)影响身体健康的诱因影响身体健康的诱因累积效应累积效应 人体的器官和组织都存在微弱人体的器官和组织都存在微弱 的电磁场，在正常情况下它们是的电磁场，在正常情况下它们是 稳定和有序的。一旦受到外界电
15、稳定和有序的。一旦受到外界电 磁波的干扰，所产生的热效应或磁波的干扰，所产生的热效应或 非热效应作用于人体后，处于平非热效应作用于人体后，处于平 衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，人体正常循环机能就会遭受一定人体正常循环机能就会遭受一定 程度的破坏。程度的破坏。四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(7(7)（三）（三）、电磁波的生物效应（、电磁波的生物效应（6 6）2 2、非电离辐射效应、非电离辐射效应(4)(4)影响身体健康的诱因影响身体健康的诱因累积效应累积效应 如果外界电磁波的干扰经短时间如果外界电磁波的干扰经短时间 的作用后及时消除，人体组织内所的
16、作用后及时消除，人体组织内所 存在的微弱电磁场就会恢复到稳定存在的微弱电磁场就会恢复到稳定 和有序的状态，对人体健康不会有和有序的状态，对人体健康不会有 什么影响。什么影响。如果外界电磁波连续或者较频繁地如果外界电磁波连续或者较频繁地 重复作用于人体，所产生的热效应和重复作用于人体，所产生的热效应和 非热效应对人体的伤害尚未来得及自非热效应对人体的伤害尚未来得及自 我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会随之发生累积，久而久其伤害程度就会随之发生累积，久而久 之其累积效应就会诱发永久性病变。之其累积效应就会诱发永久性病变。四、生物效应与双刃剑作用四、生物效应与双刃剑作用(8(8)（三）（三）、电磁波的生物效应（电磁波的生物效应（7 7）2 2、非电离辐射效应、非电离辐射效应(5)(5)积累效应的常见症状积累效应的常见症状 各国科学家经过长期研究证明：各国科学家经过长期研究证明：长期接受电磁辐射会造成人体免疫长期接受电磁辐射会造成人体免疫 力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减 退、提前衰老、心率失常、视力下退、提前衰老
