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1、第二節(jié) 讓信息飛起來
1、赫茲與電磁波
赫茲是一個(gè)短命的物理學(xué)家。他于1894年逝世時(shí),年僅37歲,這無疑是物理學(xué)界的巨大損失。他從21歲考人柏林大學(xué)直到不幸去世,進(jìn)行科學(xué)研究不足15年,然而卻建立了永垂青史的功績。
赫茲以前,由法拉第發(fā)現(xiàn)、麥克斯韋完成的電磁理論,因?yàn)槲唇?jīng)一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,始終處于“預(yù)想”階段。把天才的預(yù)想變成世人公認(rèn)的真理,是赫茲的功勞。赫茲在人類歷史上首先捕捉到電磁波,使假說變成現(xiàn)實(shí)。
要獲得電磁波,就必須建立一個(gè)輻射電磁波源,這個(gè)電磁波輻射源還應(yīng)當(dāng)有足夠的功率。名師出高徒,赫茲的恩師赫爾姆霍茨是一位理論和實(shí)驗(yàn)俱佳的卓越物理學(xué)家。在他的指導(dǎo)和幫助
2、下,赫茲很快制成了電磁波輻射源,當(dāng)時(shí)它被稱作赫茲振蕩器。
當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本備齊以后,赫茲投入了實(shí)驗(yàn)過程。這時(shí),他作為卡爾斯魯厄大學(xué)的年輕教授,每周需承擔(dān)20幾節(jié)課的教學(xué)任務(wù),這使他只能從課余擠時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
這一天,赫茲正在上課。
“今天的課就講到這里,再見,先生們!”赫茲教授說完,急忙將幾頁記得密密麻麻的記錄紙準(zhǔn)備好,焦急地等待最后一個(gè)學(xué)生離開教室。到下一節(jié)課還有三個(gè)小時(shí),這段時(shí)間應(yīng)該好好的利用,再作一次實(shí)驗(yàn)。
“卡爾,我們開始吧!”他呼喚一直等候他的技師。二人很快把教室講臺當(dāng)成實(shí)驗(yàn)臺。這里是赫茲作試驗(yàn)的唯一場所,因?yàn)榭査刽敹虼髮W(xué)給他的地方太小了。
赫茲習(xí)慣性地
3、首先檢查諧振器,將諧振器放到高振蕩器有一。定距離的地方,使諧振器的平面與振蕩器上放電器的軸相吻合。實(shí)驗(yàn)開始,赫茲和技師卡爾立刻忙碌起來,過了一個(gè)多小時(shí),火花還是沒有迸發(fā)出來。當(dāng)把各種可能發(fā)生的情況,都進(jìn)行檢查后仍然毫無結(jié)果,他們疲憊不堪地坐在桌旁。
赫茲已經(jīng)記不得這是第幾次失敗了。從一開始實(shí)驗(yàn),他就像與成功無緣似的,麥克斯韋預(yù)言過,電磁振蕩波一樣可以折射、反射,具有波的一切屬性。
在這個(gè)房間,他借助振蕩器和諧振器已經(jīng)證實(shí)了從電磁輻射源發(fā)出的電磁場,就是電磁波??墒?,現(xiàn)在他想證明電磁波具有像光一樣的反射性能,他打算把 反射的電磁波記錄下來,然而卻一直沒有成功。
冥思苦想,新的思
4、路終于誕生了。經(jīng)過調(diào)諧電磁輻射源的內(nèi)部要素,加大每秒鐘振蕩的次數(shù),赫茲終于證明了電磁波具有光一樣的反射性能。在以后的工作中,赫茲悉心研究了電磁波的折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象,并且證明了它們的傳播速度等于光速,這樣,赫茲第一個(gè)證實(shí)了光從其本質(zhì)上說也是一種電磁波的問題。
1898年,赫茲在應(yīng)邀擔(dān)任波恩大學(xué)物理學(xué)教授的赴任途中,欣聞自己的著作《論電力射線》已經(jīng)出版,感到無限欣慰。
發(fā)現(xiàn)電磁波產(chǎn)生的巨大影響,連赫茲本人也沒料到。在他發(fā)現(xiàn)電磁波的第二年,有人問他,電磁波是否可以用作無線電通訊,赫茲不敢肯定。赫茲研究電磁波無意中丟下的種子,卻很快在異地開花結(jié)果了。
在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6年
5、,意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實(shí)現(xiàn)廠無線電傳播,并很快投人實(shí)際使用。其他利用電磁波的技術(shù),也像雨后春筍般相繼問世。無線電報(bào)(1894年)、無線電廣播(1906年)、無線電導(dǎo)航(1911年)、無線電話(1916年)、短波通訊(1921年)、無線電傳真(1923年)、電視(1929年)、微波通訊(1933年)、雷達(dá)(1935年),以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學(xué)……它們使整個(gè)世界面貌發(fā)生了深刻的變化。
赫茲關(guān)于電磁波的實(shí)驗(yàn),為無線電技術(shù)的發(fā)展開拓了新的道路,構(gòu)成了現(xiàn)代文明的骨架,后人為了紀(jì)念他,把頻率的單位定為赫茲。
2、電磁波對人體的危害
電磁波輻射能量較低,不會使物質(zhì)發(fā)生游離
6、現(xiàn)象,也不會直接破壞環(huán)境物質(zhì),但在到處充滿電子訊用品器材的現(xiàn)代生活,其電磁干擾特性卻不可掉以輕心,因?yàn)樗S時(shí)可能使人面臨危害的境地。電磁波的危害長時(shí)間使用電腦之後,會感到身體疲勞、眼睛疲倦、肩痛、頭痛、想睡、不安,這些都是受了電磁波的影響。電磁波還會使人的免疫機(jī)能下降、人體中的鈣質(zhì)減少,并引致異常生產(chǎn)、流產(chǎn)、視覺障礙、阻礙細(xì)胞分裂如癌、白血病、腦腫瘤...等。此外,電磁波會散發(fā)出一種擾亂人體狀態(tài)的正離子。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究和調(diào)查觀察結(jié)果表明,電磁輻射對健康的危害是多方面的,復(fù)雜的,主要危害表現(xiàn)如下:
(1) 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危害
神經(jīng)系統(tǒng)對電磁輻射的作用很敏感,受其低強(qiáng)度反復(fù)作用後,中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)
7、能發(fā)生改變,出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群,主要表現(xiàn)有頭痛,頭暈,無力,記憶力減退,睡眠障礙(失眠,多夢或嗜睡),白天打瞌睡,易激動,多汗,心悸,胸悶,脫發(fā)等,尤其是入睡困難,無力,多汗和記憶力減退更為突出.這些均說明大腦是抑制過程占優(yōu)勢.所以受害者除有上述癥候群外,還表現(xiàn)有短時(shí)間記憶力減退,視覺運(yùn)動反應(yīng)時(shí)值明顥延長;手腦協(xié)調(diào)動作差,表現(xiàn)對數(shù)字劃記速度減慢,出現(xiàn)錯(cuò)誤較多.
(2) 對機(jī)體免疫功能的危害
使身體抵抗力下降.動物實(shí)驗(yàn)和對人群受輻射作用的研究和調(diào)查表明,人體的白血球吞噬細(xì)菌的百分率和吞噬的細(xì)菌數(shù)均下降.此外受電磁輻射長期作用的人,其抗體形成受到明顯抑制.
(3)對心血管系統(tǒng)的影響
受電磁
8、輻射作用的人,常發(fā)生血液動力學(xué)失調(diào),血管通透性和張力降低.由於植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能受到影響,人們多以心動過緩癥狀出現(xiàn),少數(shù)呈現(xiàn)心動過速.受害者出現(xiàn)血壓波動,開始升高,後又回復(fù)至正常,最後出現(xiàn)血壓偏低;心電圖出現(xiàn)R T 波的電壓下降,這是迷走神經(jīng)的過敏反應(yīng),也是心肌營養(yǎng)障礙的結(jié)果;P?Q間的延長,P波加寬,說明房室傳導(dǎo)不良.此外,長期受電磁輻射作用的人,其心血管系統(tǒng)的疾病,會更早更易促使其發(fā)生和發(fā)展.
(4)對血液系統(tǒng)的影響
在電磁輻射的作用下,周圍血像可出現(xiàn)白血球不穩(wěn)定,主要是下降傾向,白血球減少.紅血球的生成受到抑制,出現(xiàn)網(wǎng)狀紅血球減少.對操縱雷達(dá)的人健康調(diào)查結(jié)果表明,多數(shù)人出現(xiàn)白血球降低.
9、此外,當(dāng)無線電波和放射線同時(shí)作用人體時(shí),對血液系統(tǒng)的作用較單一因素作用可產(chǎn)生更明顯的傷害.
(5)對生殖系統(tǒng)和遺傳的影響
長期接觸超短波發(fā)生器的人,可出現(xiàn)男人性機(jī)能下降,陽萎;女人出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂.由於睪丸的血液循環(huán)不良,對電磁輻射非常敏感,精子生成受到抑制而影響生育;使卵細(xì)胞出現(xiàn)變性,破壞了排卵過程,而使女性失去生育能力。
高強(qiáng)度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺傳效應(yīng),使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常.妊娠婦女在早期或在妊娠前,接受了短波透熱療法,結(jié)果使其子代出現(xiàn)先天性出生缺陷(畸形嬰兒).
(6)對視覺系統(tǒng)的影響
眼組織含有大量的水份,易吸收電磁輻射功率,而且眼的血流量少,故在電磁輻射作用
10、下,眼球的溫度易升高.溫度升高是造成產(chǎn)生白內(nèi)障的主要條件,溫度上升導(dǎo)玫眼晶狀體蛋白質(zhì)凝固,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,較低強(qiáng)度的微波長期作用,可以加速晶狀體的衰老和混濁,并有可能使有色視野縮小和暗適應(yīng)時(shí)間延長,造成某些視覺障礙.此外,長期低強(qiáng)度電磁輻射的作用,可促使視覺疲勞,眼感到不舒適和眼感乾燥等現(xiàn)象
(7)電磁輻射的致癌和致癌作用
大部份實(shí)驗(yàn)動物經(jīng)微波作用后,可以使癌的發(fā)生率上升.一些微波生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明,電磁輻射會促使人體內(nèi)的(遺傳基因),微粒細(xì)胞染色體發(fā)生突變和有絲分裂異常,而使某些組織出現(xiàn)病理性增生過程,使正常細(xì)胞變?yōu)榘┘?xì)胞.美國駐國外一大使館人員長期受到微波竊聽所發(fā)射的高度電磁輻射的作用,造成大使館人員白血球數(shù)上升,癌發(fā)生率較正常人為高.又如受高功率遠(yuǎn)程微波雷達(dá)影響下的地區(qū),經(jīng)調(diào)查,當(dāng)?shù)匕┗颊呒痹觯⒉▽θ梭w組織的致熱效應(yīng),不僅可以用來進(jìn)行理療,還可以用來治療癌癥,使癌組織中心溫度上升,而破壞了癌細(xì)胞的增生.
除上述的電磁輻射對健康的危害外,它還對內(nèi)分泌系統(tǒng),聽覺,物質(zhì)代謝,組織器官的形態(tài)改變,均可產(chǎn)生不良影響。