光子以光速击中人体,为何我们一点事都没有?

百科   2024-12-16 16:32   辽宁  

光,确实快速,一秒钟可以穿越三十万公里,在我们的低速宇宙中,几乎可以说是一眨眼就跨越了星际距离。

光的本质,其实是电磁波的一种表现形态,而光子,则是电磁波传递的信使。人们常说的光,通常默认为可见光,然而可见光仅占电磁波谱中极为有限的频段。

除此之外,还包括伽马射线、X射线、红外线、无线电波和微波等多种电磁波类型。

那么,这些电磁波对人体是否全都无害呢?

答案并非一概而论,关键在于具体频段和接触剂量,“无剂量之辨,伤害皆妄谈”!

假使一个物体能够达到每秒三十万公里的速度,那它将蕴含无穷的能量。然而,光子是个异类,即便以光速前行,其所含能量也并不巨大。光没有静止质量,只能以光速前进,而且从诞生起就必须以这样的速度,实际上,光的运动质量也极小。

计算光子的动量并不复杂。光子能量E等于h乘以v,其中h代表普朗克常数,v则是光的频率,它决定着光子能量的大小。普朗克常数是一个用来刻画量子尺度的极小数值,具体为6.62607015×10-34焦耳·秒。

那么,哪一种光辐射对人体有害呢?首先,我们必须理解何为辐射。

辐射,其实非常简单,任何超过绝对零度的物体都会不断释放电磁波,即辐射。比如人体就不断向外辐射电磁波,尽管肉眼无法看见,但它们确实存在,属于红外线范围。若佩戴红外线眼镜,就能一窥其踪。

此外,当我们寒冷时围在火堆旁取暖,感受到的温暖就是热辐射。太阳光照耀在我们身上带来的暖意,同样源自热辐射。

因此,辐射很多时候并非坏事,它对我们的身体有许多益处。并非所有的辐射都会造成伤害,否则我们的身体早已无法承受。

若按辐射类型分类,可以分为电离辐射和非电离辐射。

如何进行辨别?

关键在于能量的大小!简而言之,能量大的为电离辐射,反之则是非电离辐射。例如,我们常提到的紫外线、X射线以及伽马射线都属于电离辐射。

天气预报员经常提醒我们注意紫外线辐射,正是因为紫外线属于电离辐射。而太阳光的一部分、微波、无线电波以及红外线则属于非电离辐射。

辐射,可以说是无处不有,我们的身体时时刻刻都在承受着各种电磁波的影响。

电离辐射的能量大,对DNA的破坏力也大,其能量足以在短时间内破坏DNA的化学键,这可能会影响到我们的身体甚至下一代。然而,我们也无需过于忧虑,只有当电离辐射达到一定剂量时,才可能对人体造成伤害。

科学家用西弗作为衡量辐射剂量的单位,每公斤体重吸收1焦耳能量即为1西弗。研究显示,100毫西弗的辐射剂量会使癌症风险增加5%。我们去医院做CT检查的辐射剂量约为10毫西弗,而X光胸透则更低,只有0.2毫西弗。也就是说,只要不频繁进行CT和X光检查,通常都是安全的。

因此,我们不必过于担忧辐射的潜在危害。

光子自身的能量实际上很小,确切地说,光子的能量与光速并无直接关系,即使以光速行进也不意味着能量巨大,它只与光的频率有关。

我们常常晒太阳以助于身体吸收钙质,尤其对于儿童而言,适度晒太阳非常有益。通常情况下,太阳光并不会对人体造成伤害,但当某一区域受到过强的光照时,可能会导致皮肤灼伤。许多人小时候都玩过用放大镜在阳光下聚焦的游戏,短时间内便能将蚂蚁烧焦。

综上所述,对于能量较低的非电离辐射,通常对人体无害。而对于能量较高的电离辐射,只要我们注意控制“剂量”,也能保持安全。

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