微波——怎样发挥作用?
你无法看到、闻到或触到它,但它却在你左右。有些环境专家称它为“电子烟雾”;美国政府的一个机构警告说,美国人每日不知不觉地暴露于其下的微波水平可能是危险的。这并不是一个地方性的难题。
据美国政府一项报道声称,人类也许正在进入“环境受能源染污的时代,可与今日的化学染污相比。”该项报道警告说,“对生物的长期影响和低度暴露的结果作低估或误断可能对公众健康,尤其是在影响到遗传的方面,造成严重难题。”
他们所提出的是关于微波辐射的警告。微波是什么?它们怎样发挥作用?它们对你有什么功用?它们危险到什么程度?
微波是什么
微波是一种电磁能或电磁辐射。在频率(震动比率)和波长方面,微波在电磁光谱上的表现是介乎红外线与无线电波之间。
电磁辐射分为两种:离子化和非离子化。在光谱一端的离子化辐射包括爱克斯射线和伽马射线。构成光谱其余部分的非离子化辐射包括紫外线、可见光线、红外线和无线电波。(在后两种射线之间我们发现“微波”。)离子化和非离子化的两个术语指出一项重要的差别。
离子化辐射线中的电子能够从原子脱离,造成含有电荷、高度不稳定和称为离子的化学反应原子。换句话说,离子化辐射通常会损害活组织细胞和造成遗传学上的突变。暴露在这种辐射之下,不论怎么微弱,也牵涉到若干程度的危险。
另一方面,微波是非离子化的能。它们的力量实际上微弱得多,而且没有足够的能去使电子脱离原子,因此人可以相当随便地使用这种能去造益生活。
微波的用途
50多年前还没有人造微波存在。那时的小量微波来自太阳和地球银河系的其他来源而进入地球的大气层。后来在第二次世界大战之前发明了雷达,微波遂初度为大众所用,因为雷达是使用微波的。近年来人已有能力生产和控制微波,结果发明了今日逐渐增多的微波设备,以致差不多地上每个人都或多或少地受其影响。
尤其是在都市地区,微波辐射和与之有关的高频率无线电波辐射据估计已比环境中天然存在的微波高至十亿倍或以上。在多处地方,这种辐射的来源正急剧增加。
现时差不多所有机场都用雷达导航系统,这种系统用的是微波。同时,警察雷达是用微波频率操作的。除了雷达之外,超高频率的电视讯号亦由微波传播。从一城市至另一城市的长途电话是用微波传送的。微波烘炉正日益流行,电脑能通过微波把资料传送至另一城市的电脑。广播、侦察和通讯卫星系统都使用微波,空气染污侦查系统亦然。公路上方便驾车人的公共电话间借微波发挥作用,许多防盗系统和汽车间的自动开关器也用微波。
在军事方面,微波在今日世界电子战争器材的最大用途是用在追踪和监视雷达、核子飞弹和反飞弹导向系统、坦克测距器和窃听器等设备上。
微波在医药世界也有其用途,例如:用作消毒、治疗癌症实验、阻挠瘤肿的增长和透热机等。透热疗法是加热人体组织以治疗黏液囊炎、关节炎、肌肉疼痛和扭伤等病,据估计仅是美国一地,每年就有二百万人接受透热机疗法。
微波在工业方面的用途是弄干薯片、烤焙坚果、豆和咖啡,使面包、圈饼发酵鼓起和预先烹调烟肉。微波也被用来烘干毛线、木料、绘画作品、纸张、皮革、烟草、铅笔、火柴头和加工处理树胶、尼龙、氨基甲酸酯和人造丝等。不少机构如银行、报业公司、航空公司现时已使用称为VDT’s的阴极线管影像展示器,它们也是借微波操作的。
微波的发射用途包括庞大的外太空卫星发电站;发电站收集太阳能,将之转变成微波射回地球,再在地球把微波转变成电力。微波的另一发射用途是汽车的雷达煞车系统,微波发射在汽车前面,一感到有车迎面而来便自动煞掣。
的确,微波对我们的生活有极大影响,但我们却很少人真正知道微波怎样发挥作用和做些什么。
微波怎样发挥作用?
既然微波在基本上只是能量,它们可拨作多种用途。例如,在雷达方面,微波集中于高度直接的波束,在瞄准目标时作短暂的爆裂或脉动。微波遇到导电物体如金属即发生反射,因此波束遇到目标例如飞机时即反弹回到发出之处。从根据讯号发出至返回的时间长度,可以衡量出目标的距离。请记得微波是以光速进行的。把波束在两种不同高度滞留的时间比较一下就可以算出目标的高度。
把能量用在微波烘炉以烹煮食物的理由很简单:金属虽然反射微波,食物却加以吸收。因此微波在金属烘炉里反弹跳动,直至透入食物为止。微波被食物吸收之后促使食物里的水分子以每秒二十五亿次的速度震动。摩擦的结果生出热力,热力遂煮熟食物。事实上,热力是食物本身产生的。
微波烘炉不像普通烘炉一般要耗费能量弄热烘炉或其中的空气。同时,它也不必在食物容器上耗费热力,因为在微波速烹器里所用的容器是玻璃、纸或塑胶制的,它们只让微波通过,却不予吸收或反射。因此当小量食物受到微波大力冲击时,很快就煮熟了。
例如,普通烘炉烘马铃薯需要45至60分钟。但在微波烘炉里,烘熟一个马铃薯大约只需21/2至6分钟,视马铃薯的大小和烘炉的制造及模型而定。若要烘熟两个马铃薯,烹煮时间可能增加到5至12分钟。烹煮时间的增加是因为微波能量被分成两路而非全部被一个马铃薯所吸收。微波烘炉的烹煮快速乃是吸引人使用的主要原因。
在美国,现时已有数以百万计的微波烘炉为人所用。它的销量在1975年首次超越煤气烘炉。据预测在1985年美国将有半数家庭使用微波煮食。在日本,微波烘炉的流行更广;据报在1976年,以微波煮食的家庭占全数的百分之17,同一年在美国只占全数家庭的百分之4。
微波烘炉在1967年首次出售给一般大众使用,第一年只销售了10,000个。但此后的销量激增。有些人声称,这种激增发生于人尚未完全了解到微波可能对人体所生的影响之前。
由于对此情形日益关注,美国在1970年代中叶开始广泛研究暴露在低度微波辐射之下的潜在危险以及现行西方安全标准的有效程度。这种研究已获得初步结果,若干科学家对此表示严重忧虑。原因何在呢?他们发现了什么?这些问题会在《儆醒!》行将刊出的文章中加以检讨。
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机场现已使用微波导航系统