首先是太陽光的功率密度很高,其次是太陽光中有接近一半的能量來源於紅外線,而紅外線的熱效應比較明顯,這就導致太陽光讓人感到熱,而4G、5G的電磁波不會。
電磁波
在電磁學當中,電磁波可以看作相互垂直的電場和磁場在空間中交替傳播,各種波段的電磁波有著不同的特性,波長由短到長依次為:高能射線、γ射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、無線電波。
根據量子力學,光具有波粒二象性,電磁波也可以看成光子,每個光子的能量E=hν,光速c=λν,其中h為普朗克常數,ν為光子頻率,λ為波長。於是我們可以得知,波長越短的電磁波,對應的單個光子能量越高。
當光子打到物體身上時,光子可以被吸收,也可以被反射,被吸收光子的能量最終將轉化為物體的內能,於是電磁波打到人體身上是否感覺熱,完全取決於被吸收光子的能量和數目。
另外,紅外線具有熱效應,因為紅外線的頻率與組成物體的原子、分子的震動頻率接近,所以物體對紅外線的吸收特別顯著。
太陽光
太陽光是太陽通過黑體輻射發出來的,太陽表面溫度高達5500℃,該溫度下黑體輻射的峰值波長落在可見光範圍內,我們太陽發出的輻射光譜,其能量的50%都來源於可見光,紅外線佔了能量的43%,紫外線大約佔了7%。
太陽常數表示在大氣上方,垂直於太陽光線的單位面積內每秒接收到的太陽輻射,大約是1353W/m^2,即便在地面上,太陽輻射功率還是高達1000W/m^2,也就是100mW/cm2。
如此高的輻射功率,加上紅外線佔了很大一部分,所以太陽光照射到人體身上時,熱效應非常明顯,會讓人感覺到熱。
4G、5G電磁波
理論上4G和5G發出的電磁波,也會被物體部分吸收,但實際上我們通信用的功率非常低,比如運營商的GSM基站,發射功率一般是幾百瓦,在距離基站10米的地方,功率密度就降低到0.6mW/cm2,遠遠低於太陽輻射的功率密度(100mW/cm2)。
而且4G和5G採用的是微波波段,熱效應沒有紅外線波段顯著,加上功率密度也很低,所以4G、5G的電磁波,並不會讓人感到明顯的熱效應。
由於微波的波長比可見光長,單個光子攜帶能量低,所以功率密度不大的4G、5G電磁波,並不會對人體產生危害,甚至遠遠不如一臺家用電器產生的輻射強。
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