冰箱的輻射大嗎?放在客廳或卧室安全嗎?| No.308_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2022-05-22 17:06
原創:中科院物理所
“微波爐輻射有害嗎?
電磁爐輻射有害嗎?”
現在終於有人問冰箱輻射有害嗎?
冰箱:我謝謝你啊
那麼問題來了
冰箱的輻射對人體有害嗎?
Q1請問,電報傳輸的是數字信號還是模擬信號?by 帝國
答:先上結論,電報傳輸的是數字信號。
簡單介紹一下模擬信號和數字信號。模擬信號是連續變化的,而數字信號是離散的。模擬信號能夠模擬自然界的物理量的變化,而數字信號一般只有高電平“1”,低電平“0”(這也是被稱做數字信號的原因)
圖片來源|維基百科模擬信號雖然非常準確但是因為傳輸過程有大量“噪音”容易導致信號圖形發生失真,從而信息傳輸發生錯誤。而對於數字信號來説,它只有兩個參數(高電平和低電平),非常穩定,噪音的出現也不會影響數值。當然電報傳輸也要考慮了保密性,對於模擬信號其加密操作複雜,而對於數字信號因為它離散的特性便於進行加密處理。
注:數字信號和模擬信號對信息傳遞都是非常重要的,它們可以通過模擬數字轉換器,或者數字模擬轉化器互相轉化來滿足我們不同的需求。
by just_iu
Q.E.D.
Q3網上説冰箱的電磁輻射很大需要放在廚房裏,不能放到客廳裏,問題是,冰箱的電磁波或者電磁輻射有多大,會不會對人體造成影響?by 小九睡了吃吃了睡
答:簡單地説,冰箱的電磁輻射不會對人體有除了熱效應之外的任何影響。
衡量電磁輻射的指標主要有電磁波頻率和功率。根據量子力學的觀點,電磁波可以被視為許多攜帶能量的小球(光子)。頻率決定了小球的能量,頻率越高能量越高,打到人身上就越“疼”。頻率固定的情況下,功率代表了小球的數目。頻率足夠高的、會對人產生傷害的電磁波被稱作電離輻射(當然電離輻射還包括其他的高能粒子流);頻率不太高、不會把人打“疼”的電磁波叫做電磁輻射。我們常見的無線電波、紅外光、可見光和一部分紫外光都屬於電磁輻射(下圖UV中間豎線右側的部分)。電磁輻射的用處當然很廣泛,但它們對人體的影響其實並不多。排除可見光進入眼睛引起視覺外,其他的電磁波照射在身體上,只會讓身體把它們攜帶的能量吸收,造成身體發熱,我們曬太陽覺得身上暖和就是如此。頻率一定的情況下,電磁波功率越大,對人體的熱效應就越明顯。
電磁波頻譜[1]説回冰箱。除去冷藏室裏那個總讓人忍不住想看看什麼時候熄滅的小燈,整個冰箱並沒有利用電磁輻射的地方。冰箱的核心部件——壓縮機,只是把50Hz交流電的電能轉化成機械能,並壓縮製冷劑使製冷劑放熱。電磁輻射的來源只是50Hz交流電本身。由於波源的頻率是50Hz,按照電磁理論,它發出的電磁波也是50Hz——這個頻率足夠安全,放在上圖中大概應該處在洗衣機的位置。至於功率相關的熱效應,只要你正常生活中沒有因為電冰箱的存在而覺得熱得不可接受(專門躲在冰箱散熱口把自己悶死不在此列),也沒有被冰箱燒傷灼傷,那就是安全而不必擔心的。
最後悄悄説一句:我本來想給出冰箱輻射的頻率和功率到底是多少(並不是審核大大逼我),可惜查了一圈,國家標準和某爾冰箱的説明書都沒想到冰箱還需要標註輻射值。對於日常生活中的輻射,我們真的真的真的不用太擔心。
參考文獻:
[1]Radiofrequencies and health:where are we?
by 藏痴
Q.E.D.
Q4為什麼炮彈只會在落地時爆炸,而不會在發射時爆炸?by 匿名
答:炮彈在存儲、運輸、發射的過程中不發生爆炸,只在飛行到最佳起爆時機時才爆炸,不出現早爆、遲爆、瞎火的情況……要滿足這一系列的要求,都離不開炮彈中的一個特定的部件——引信。
引信是指利用目標信息和環境信息,按照預定方式,在最佳時間和地點引爆或引燃戰鬥部裝藥的裝置。在炮彈出廠後、未使用前,引信處於保險狀態,又稱為安全狀態,可以進行安全的儲存、運輸、裝卸和發射。引信安全系統的設計有着極其嚴格的要求,例如我國要求引信安全系統至少包括兩個獨立保險件、具有延期解除保險的裝置、具有故障保險設計等。
典型引信安全系統示意圖 | 參見參考資料[2]在引信接收到環境信息(發射時的後坐力、飛行階段的空氣動力等)或武器系統自帶的信息後,引信將解除保險,隔爆機構解除隔離,進入待發狀態。在此之後,只要引信接收到目標信息或者得到起爆指令,就能引爆起爆元件,使主裝藥爆炸。
《碟中諜4》中的核彈(不過不是炮彈QAQ) | 圖源網絡引信分為觸發引信、近炸引信、時間引信、多用途引信等等。觸發引信主要依靠機械結構、力-電轉換結構,在撞擊目標時引發爆炸;近炸引信通過探測無線電、激光、紅外、聲音等信息,檢測目標位置,並在靠近目標的適當位置爆炸;時間引信則是在發射後按照預先設定的時間起爆的引信,又分為火藥引信、機械引信、電子引信等。新一代的引信還可能安裝上衞星定位系統、微電機系統等,進一步提高安全性和起爆精度。
一種典型的觸發引信機構 | 參見參考資料[2]注:炮彈一般由彈丸和發射部組成。彈丸一般由戰鬥部、穩定部和導向部組成,其中,戰鬥部又通常由彈體、裝填物和引信組成。炮彈有多個類型,主用炮彈有榴彈、穿甲彈、破甲彈、多用途彈等,還有其他用途的炮彈,如照明彈、信號彈、訓練彈等等。炮彈的種類不同,引信的種類也不同,有小口徑彈引信,中、大口徑榴彈引信,破甲彈引信等。
榴彈(左)和破甲彈(右)結構 | 參見參考資料[3]參考資料:
[1] 胡風年,潘鐵牛編著.引信技術實踐[M].北京:國防工業出版社.1989.
[2] 李世中.引信概論[M].北京:北京理工大學出版社.2017.
[3] 張相炎編著.裝甲車輛武器系統設計[M].北京:北京理工大學出版社.2019.
by 小小羊
Q.E.D.
Q5人造太陽的温度1.6億度是如何測量的?by 姚鈞嚴
答:首先補充一點信息:人造太陽如果如果特指合肥的EAST裝置的話,最高温度離1.6億度還有距離;但是託卡馬克磁約束聚變的最高温度,在美國的一個裝置上確實可以達到高於1.6億度的水平。
為高温等離子體測温確實是個很複雜的工程,相關方法也有很多。就測量等離子體內電子温度而言,方法有激光湯姆遜散射、迴旋輻射譜、X射線譜、離子探針、靜電探針、電導測量及光譜測量等等[1]。根據資料,合肥EAST裝置至少採用了激光湯姆遜散射[2]和紅外光譜測量[3]這兩種方法。
激光湯姆遜散射法的基本原理是高中物理提到過的湯姆遜散射。激光在等離子體中傳播時,將激起電子或離子作受迫振動,發出次級輻射。這種次級輻射就是高中物理提到的被電子散射以後的光子。在散射體積內的每一個電子都會參與散射過程,向光接收系統發出散射光。選定一定波長的發射激光,當波長比較短時,在散射譜上的接收功率與散射體積內的電子數成正比,散射光譜完全反映了電子無規則熱運動的特徵,根據光譜,再經過一些計算,就可以反演出該處的等離子體的電子温度[2]。
激光姆遜散射診斷系統示意圖[2]紅外線測温很像小區門口的額温槍。所有物體都會發出紅外線,而温度不同的物體所發出的紅外線特徵不同。EAST使用的紅外診斷系統在熱像儀前加了一組內窺鏡,內窺鏡前端進入了真空室,相當於給這個超大號紅外額温槍加了一個廣角鏡頭,可以收集到更大範圍內的紅外光。
EAST紅外診斷系統示意圖[3]
EAST 上的集成式內窺鏡及觀測範圍示意圖[3]參考資料:
史博, 汪衞華 等. 紅外測温診斷原理及其在核聚變裝置託卡馬克中的 應用[J]. 核科學與技術, 2015, 3(4): 140-147.
by 藏痴
Q.E.D.
Q6為什麼自己手卷的鐵絲,沒有變成彈簧呢?by Maker_Q
答:其實捲起來的鐵絲也是有彈性的,但鐵絲的彈性極限太低。
想象中的彈簧vs不是“彈簧”的彈簧(很硬的彈簧)首先,彈性來源於材料本身,也就是説捲成彈簧並不會使材料彈性增強。只是捲成彈簧後,鐵絲所佔的空間體積變小了,可以用更小的空間體積實現相同幅度的彈性形變,儲存相同的彈性勢能。
既然不是卷的問題,那肯定是材料的問題,因為彈簧是用彈簧鋼製成的。查閲資料知彈簧鋼和鐵絲的楊氏模量、泊桑比相差不大,這也就意味着如果我們用相同長度、粗細的鐵絲和彈簧鋼來製作彈簧,它們的勁度係數也是相近的。那兩者的差別究竟在哪呢?
彈性是指物體發生形變後,能恢復原來大小和形狀的性質。如果所受應力超過彈性極限,則會開始產生不可逆的塑性形變。我們把將材料拉斷的臨界值定義為抗拉強度。彈性極限與抗拉強度是彈簧最重要的指標,鐵絲成不了彈簧就是因為鐵絲這兩個指標太低。彈性極限和抗拉強度之間存在比例關係,我們就用容易測量的抗拉強度來表徵彈性極限。下面上數據。
鐵絲的彈性極限約為110-220MPa[2]。根據國標GBT343-94,普通鍍鋅鐵絲的抗拉強度為295-540MPa。一種彈簧鋼的國標如下表:
很明顯,鐵絲的抗拉強度比彈簧鋼低得多,彈性極限也更低。而且手卷的鐵絲往往比彈簧更粗,體現出來的彈性更差。即使捲成一樣的形狀,鐵絲也成不了彈簧。
參考資料:
[1]徐效謙. 彈簧鋼絲和彈性合金絲[C].全國線材深加工技術研討會會議文集,2005:72-96.
by fiufiu
Q.E.D.
Q7金屬的電阻率與温度的關係的變化規律是什麼?by 匿名
答:電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量,某種材料製成的長為1米,橫截面積為1平方米的導體的電阻,在數值上等於這種材料的電阻率。它反映物質對電流阻礙作用的屬性,它與物質的種類有關,還受温度影響。下面列出常見金屬的電阻率
實際上,固體的導電性質可以理解為電子的運動性質,電子越多,運動得越快,導電性越強。
所以固體導電可以拆解為兩部分,一部分為參與導電的載流子的數量,這部分電子越多,導電性能越強;另一部分為電子的無規則運動,與雜質/原子實的碰撞阻礙了電子的運動,碰撞越多,導電性能越弱。
對於金屬來説,最外層電子導電,升温不會激發出更多的載流子,故只會加劇自由電子與原子實的碰撞,體現為電阻增大,導電性變差。
對於半導體來説,情況變得複雜許多,升温的作用是同時增加載流子數目和其無規則運動的頻率,因此其電阻率可能增加,不變也可能減小。
硅的電阻率與温度的關係示意圖以硅為例,其導電大致可以分為三部分:
AB段,温度很低,摻雜半導體中的載流子主要由雜質電離提供,遷移率也隨温度增加而增加,所以電阻率隨温度升高而下降。
BC段,温度繼續升高,雜質已經全部電離,但是此時本徵激發還不明顯,載流子與晶格振動散射佔據主導,此時,電阻率隨温度升高而增加。
C以後,温度很高,本徵激發出許多載流子,此時載流子濃度的增加帶來的影響超過了晶格振動的影響,電阻率隨温度升高而降低。
by 岷客
Q.E.D.
圖片來源|維基百科模擬信號雖然非常準確但是因為傳輸過程有大量“噪音”容易導致信號圖形發生失真,從而信息傳輸發生錯誤。而對於數字信號來説,它只有兩個參數(高電平和低電平),非常穩定,噪音的出現也不會影響數值。當然電報傳輸也要考慮了保密性,對於模擬信號其加密操作複雜,而對於數字信號因為它離散的特性便於進行加密處理。
電磁波頻譜[1]説回冰箱。除去冷藏室裏那個總讓人忍不住想看看什麼時候熄滅的小燈,整個冰箱並沒有利用電磁輻射的地方。冰箱的核心部件——壓縮機,只是把50Hz交流電的電能轉化成機械能,並壓縮製冷劑使製冷劑放熱。電磁輻射的來源只是50Hz交流電本身。由於波源的頻率是50Hz,按照電磁理論,它發出的電磁波也是50Hz——這個頻率足夠安全,放在上圖中大概應該處在洗衣機的位置。至於功率相關的熱效應,只要你正常生活中沒有因為電冰箱的存在而覺得熱得不可接受(專門躲在冰箱散熱口把自己悶死不在此列),也沒有被冰箱燒傷灼傷,那就是安全而不必擔心的。
典型引信安全系統示意圖 | 參見參考資料[2]在引信接收到環境信息(發射時的後坐力、飛行階段的空氣動力等)或武器系統自帶的信息後,引信將解除保險,隔爆機構解除隔離,進入待發狀態。在此之後,只要引信接收到目標信息或者得到起爆指令,就能引爆起爆元件,使主裝藥爆炸。
《碟中諜4》中的核彈(不過不是炮彈QAQ) | 圖源網絡引信分為觸發引信、近炸引信、時間引信、多用途引信等等。觸發引信主要依靠機械結構、力-電轉換結構,在撞擊目標時引發爆炸;近炸引信通過探測無線電、激光、紅外、聲音等信息,檢測目標位置,並在靠近目標的適當位置爆炸;時間引信則是在發射後按照預先設定的時間起爆的引信,又分為火藥引信、機械引信、電子引信等。新一代的引信還可能安裝上衞星定位系統、微電機系統等,進一步提高安全性和起爆精度。
一種典型的觸發引信機構 | 參見參考資料[2]注:炮彈一般由彈丸和發射部組成。彈丸一般由戰鬥部、穩定部和導向部組成,其中,戰鬥部又通常由彈體、裝填物和引信組成。炮彈有多個類型,主用炮彈有榴彈、穿甲彈、破甲彈、多用途彈等,還有其他用途的炮彈,如照明彈、信號彈、訓練彈等等。炮彈的種類不同,引信的種類也不同,有小口徑彈引信,中、大口徑榴彈引信,破甲彈引信等。
榴彈(左)和破甲彈(右)結構 | 參見參考資料[3]參考資料:
激光姆遜散射診斷系統示意圖[2]紅外線測温很像小區門口的額温槍。所有物體都會發出紅外線,而温度不同的物體所發出的紅外線特徵不同。EAST使用的紅外診斷系統在熱像儀前加了一組內窺鏡,內窺鏡前端進入了真空室,相當於給這個超大號紅外額温槍加了一個廣角鏡頭,可以收集到更大範圍內的紅外光。
EAST紅外診斷系統示意圖[3]
EAST 上的集成式內窺鏡及觀測範圍示意圖[3]參考資料:
想象中的彈簧vs不是“彈簧”的彈簧(很硬的彈簧)首先,彈性來源於材料本身,也就是説捲成彈簧並不會使材料彈性增強。只是捲成彈簧後,鐵絲所佔的空間體積變小了,可以用更小的空間體積實現相同幅度的彈性形變,儲存相同的彈性勢能。
鐵絲的彈性極限約為110-220MPa[2]。根據國標GBT343-94,普通鍍鋅鐵絲的抗拉強度為295-540MPa。一種彈簧鋼的國標如下表:
很明顯,鐵絲的抗拉強度比彈簧鋼低得多,彈性極限也更低。而且手卷的鐵絲往往比彈簧更粗,體現出來的彈性更差。即使捲成一樣的形狀,鐵絲也成不了彈簧。
實際上,固體的導電性質可以理解為電子的運動性質,電子越多,運動得越快,導電性越強。
硅的電阻率與温度的關係示意圖以硅為例,其導電大致可以分為三部分: