Является ли электромагнитное излучение более высокой частоты более вредным, чем излучение более низкой частоты?

Согласно квантовой механике электромагнитное излучение квантуется. Это означает, что он путешествует в виде «пакетов», называемых квантами. Размер этого пакета пропорционален частоте излучения, более высокочастотное излучение передается большими пакетами.

Таким образом, мощность, передаваемая низкочастотным излучением, поступает в виде большого количества маленьких пакетов, в то время как такое же количество энергии, переносимое излучением более высокой частоты, состоит из нескольких больших пакетов.

Вот почему высокочастотное излучение более вредно, чем низкочастотное.

Если вас облучают низкочастотной волной, это похоже на попадание большого количества мячей для настольного тенниса, тогда как с высокочастотной волной это похоже на попадание очень малого количества пуль.

В частности, высокочастотное излучение обладает ионизирующей способностью, что означает, что оно способно удалять электроны для атомов и в конечном итоге повреждать биологические структуры, такие как ДНК. Кроме того, с увеличением частоты увеличивается проникающая способность излучения, а это означает, что повреждение может затрагивать более глубокие участки тканей.

Очевидно, вы должны определить, с какой частотой начинают проявляться вредные эффекты. Как правило, УФ-излучение может вызывать поверхностные повреждения (которые, однако, могут быть довольно опасными, поскольку рак кожи также является поверхностным повреждением). Рентгеновские и гамма-лучи очень опасны и могут нанести серьезный ущерб биологическим структурам.

Насколько я знаю, нет никаких научных доказательств вреда, причиняемого излучением, частота которого ниже видимого света.

Очевидно, что тот, который я описал, является лишь основным механизмом взаимодействия, но не единственным. Микроволны, например, в целом не опасны, но, как вы можете видеть каждый раз, когда вы используете духовку, использование определенной частоты может вызвать эффект, такой как нагрев, который в конечном итоге может привести к повреждению.

Вы, наверное, слышали об инфракрасном свете (ИК) и ультрафиолетовом свете (УФ). Нам часто говорят о разрушительном воздействии ультрафиолетового излучения солнца, поэтому мы носим солнцезащитный крем, но вы ничего не слышите о вреде инфракрасного излучения для здоровья человека. Единственная разница между этими двумя формами света — это цвет (или частота).

Вы правы, что более высокочастотное излучение более вредно. Это следует из формулы

Где$E$- полная энергия частицы излучения,$h$постоянная Планка, и$f$это частота волны.

Из этой формулы мы видим, что более высокочастотное излучение содержит больше энергии, которая имеет больший потенциал для нарушения процессов в организме. То, как именно энергия излучения приводит к повреждению тела, больше связано с биологией, чем с физикой.

Виды вреда, который ЭМ-излучение в диапазоне кГц-ГГц может причинить людям, - это не только вопрос физики, но и вопрос биологии/медицины.

Однако один особый вид вреда, эффект нагревания, хорошо известен физикам и инженерам. Нельзя сказать, что при фиксированной амплитуде электрического поля плоской волны в общем случае излучение более высокой частоты оказывает большее нагревающее действие, чем излучение более низкой частоты; есть диапазоны частот, где нагрев более эффективен.

Нагревательная эффективность излучения для данного тела человека зависит от частоты излучения, размеров частей тела, а также от среды, в которой находится тело, такой как расстояние от земли, электропроводность земли и т. д. [1]

[1] http://www.arrl.org/rf-radiation-and-electromagnetic-field-safety

Помимо нагревания есть еще один побочный эффект, который называется нейростимулом или НС. В документах не упоминается, что это за эффект, но он упоминается, и уровни энергии, выделяемой излучением, ограничены.