微波——怎樣發揮作用?
你無法看到、聞到或觸到它,但它卻在你左右。有些環境專家稱它為「電子煙霧」;美國政府的一個機構警告說,美國人每日不知不覺地暴露於其下的微波水平可能是危險的。這並不是一個地方性的難題。
據美國政府一項報導聲稱,人類也許正在進入「環境受能源染污的時代,可與今日的化學染污相比。」該項報導警告說,「對生物的長期影響和低度暴露的結果作低估或誤斷可能對公眾健康,尤其是在影響到遺傳的方面,造成嚴重難題。」
他們所提出的是關於微波輻射的警告。微波是什麼?它們怎樣發揮作用?它們對你有什麼功用?它們危險到什麼程度?
微波是什麼
微波是一種電磁能或電磁輻射。在頻率(震動比率)和波長方面,微波在電磁光譜上的表現是介乎紅外線與無線電波之間。
電磁輻射分為兩種:離子化和非離子化。在光譜一端的離子化輻射包括愛克斯射線和伽馬射線。構成光譜其餘部分的非離子化輻射包括紫外線、可見光線、紅外線和無線電波。(在後兩種射線之間我們發現「微波」。)離子化和非離子化的兩個術語指出一項重要的差別。
離子化輻射線中的電子能夠從原子脫離,造成含有電荷、高度不穩定和稱為離子的化學反應原子。換句話說,離子化輻射通常會損害活組織細胞和造成遺傳學上的突變。暴露在這種輻射之下,不論怎麼微弱,也牽涉到若干程度的危險。
另一方面,微波是非離子化的能。它們的力量實際上微弱得多,而且沒有足夠的能去使電子脫離原子,因此人可以相當隨便地使用這種能去造益生活。
微波的用途
50多年前還沒有人造微波存在。那時的小量微波來自太陽和地球銀河系的其他來源而進入地球的大氣層。後來在第二次世界大戰之前發明了雷達,微波遂初度為大眾所用,因為雷達是使用微波的。近年來人已有能力生產和控制微波,結果發明了今日逐漸增多的微波設備,以致差不多地上每個人都或多或少地受其影響。
尤其是在都市地區,微波輻射和與之有關的高頻率無線電波輻射據估計已比環境中天然存在的微波高至十億倍或以上。在多處地方,這種輻射的來源正急劇增加。
現時差不多所有機場都用雷達導航系統,這種系統用的是微波。同時,警察雷達是用微波頻率操作的。除了雷達之外,超高頻率的電視訊號亦由微波傳播。從一城市至另一城市的長途電話是用微波傳送的。微波烘爐正日益流行,電腦能通過微波把資料傳送至另一城市的電腦。廣播、偵察和通訊衛星系統都使用微波,空氣染污偵查系統亦然。公路上方便駕車人的公共電話間藉微波發揮作用,許多防盜系統和汽車間的自動開關器也用微波。
在軍事方面,微波在今日世界電子戰爭器材的最大用途是用在追蹤和監視雷達、核子飛彈和反飛彈導向系統、坦克測距器和竊聽器等設備上。
微波在醫藥世界也有其用途,例如:用作消毒、治療癌症實驗、阻撓瘤腫的增長和透熱機等。透熱療法是加熱人體組織以治療黏液囊炎、關節炎、肌肉疼痛和扭傷等病,據估計僅是美國一地,每年就有二百萬人接受透熱機療法。
微波在工業方面的用途是弄乾薯片、烤焙堅果、豆和咖啡,使麵包、圈餅發酵鼓起和預先烹調煙肉。微波也被用來烘乾毛線、木料、繪畫作品、紙張、皮革、煙草、鉛筆、火柴頭和加工處理樹膠、尼龍、氨基甲酸酯和人造絲等。不少機構如銀行、報業公司、航空公司現時已使用稱為VDT’s的陰極線管影像展示器,它們也是藉微波操作的。
微波的發射用途包括龐大的外太空衛星發電站;發電站收集太陽能,將之轉變成微波射回地球,再在地球把微波轉變成電力。微波的另一發射用途是汽車的雷達煞車系統,微波發射在汽車前面,一感到有車迎面而來便自動煞掣。
的確,微波對我們的生活有極大影響,但我們卻很少人真正知道微波怎樣發揮作用和做些什麼。
微波怎樣發揮作用?
既然微波在基本上只是能量,它們可撥作多種用途。例如,在雷達方面,微波集中於高度直接的波束,在瞄準目標時作短暫的爆裂或脈動。微波遇到導電物體如金屬即發生反射,因此波束遇到目標例如飛機時即反彈回到發出之處。從根據訊號發出至返回的時間長度,可以衡量出目標的距離。請記得微波是以光速進行的。把波束在兩種不同高度滯留的時間比較一下就可以算出目標的高度。
把能量用在微波烘爐以烹煮食物的理由很簡單:金屬雖然反射微波,食物卻加以吸收。因此微波在金屬烘爐裡反彈跳動,直至透入食物為止。微波被食物吸收之後促使食物裡的水分子以每秒二十五億次的速度震動。摩擦的結果生出熱力,熱力遂煮熟食物。事實上,熱力是食物本身產生的。
微波烘爐不像普通烘爐一般要耗費能量弄熱烘爐或其中的空氣。同時,它也不必在食物容器上耗費熱力,因為在微波速烹器裡所用的容器是玻璃、紙或塑膠製的,它們只讓微波通過,卻不予吸收或反射。因此當小量食物受到微波大力衝擊時,很快就煮熟了。
例如,普通烘爐烘馬鈴薯需要45至60分鐘。但在微波烘爐裡,烘熟一個馬鈴薯大約只需21/2至6分鐘,視馬鈴薯的大小和烘爐的製造及模型而定。若要烘熟兩個馬鈴薯,烹煮時間可能增加到5至12分鐘。烹煮時間的增加是因為微波能量被分成兩路而非全部被一個馬鈴薯所吸收。微波烘爐的烹煮快速乃是吸引人使用的主要原因。
在美國,現時已有數以百萬計的微波烘爐為人所用。它的銷量在1975年首次超越煤氣烘爐。據預測在1985年美國將有半數家庭使用微波煮食。在日本,微波烘爐的流行更廣;據報在1976年,以微波煮食的家庭佔全數的百分之17,同一年在美國只佔全數家庭的百分之4。
微波烘爐在1967年首次出售給一般大眾使用,第一年只銷售了10,000個。但此後的銷量激增。有些人聲稱,這種激增發生於人尚未完全了解到微波可能對人體所生的影響之前。
由於對此情形日益關注,美國在1970年代中葉開始廣泛研究暴露在低度微波輻射之下的潛在危險以及現行西方安全標準的有效程度。這種研究已獲得初步結果,若干科學家對此表示嚴重憂慮。原因何在呢?他們發現了什麼?這些問題會在《儆醒!》行將刊出的文章中加以檢討。
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機場現已使用微波導航系統