电磁波与医用仪器

　　1前言

　　电磁波是客观存在的一种物质形式，通过专门设备可以感觉到它的存在。事实上，我们周围充满了各种类型的电磁波，它与人们的生活紧密相关。例如，我们用收音机可以听到电台的广播节目，用电视机可以收看到电视台的电视节目，上亿的人群天天都在使用手机打电话、发短信，这些事实都表明在我们周围存在着各种台站所发射的电磁波。也就是说当今人们的生产和生活中一刻也离不开电磁波，它在人们的生产和生活中起着不可估量的作用。当它为人们谋福利的同时，也给人们的生活和健康带来一定的负面影响。当其作用到人体时，不同波段的电磁波会产生不同的生物效应。但从大的方面来说，电磁波的生物效应分两种，即电离辐射效应和非电离辐射效应。电离辐射对人体有较强的伤害作用，人们在日常生产和生活中，需要特意对它们进行防护;非电离辐射虽然对人体没有明显的伤害作用，但长时间作用也会产生潜移默化的伤害。人们研究电磁波的目的，就是在了解和掌握其特点和特性的基础上，趋利避害，防护其对人体伤害的一面，而利用它们的另一面研制相应的仪器，为人类的生产生活和健康服务。当我们回顾和分析人们研究这些波段的电磁波，并利用这些电磁波研制为人类服务的各种仪器时，不难发现其中每一波段的电磁波都与为人类健康服务的医用仪器密切相关。

　　2电磁波谱及其生物效应

　　电磁波就是随时间变化的电磁场，它具有波动的性质。在自由空间中，电磁波的波长A和振荡频率f之间有如下关系:

　　式中，。是电磁波在自由空间的传播速度，它等于光速，即约为3xlo“而s。这一速度大致相当于电磁波在一秒内沿赤道绕地球传播七周半。

　　从式(l)可以看出，不同波长的电磁波对应不同的频率和不同的能量，这些不同的参数变化形成电磁波谱，如表1所示。根据电磁波谱，电磁波划分为七个波段，依次是无线电波(射频)、微波、红外线、可见光、紫外线、x一射线、下射线。它们的特点和规律是:波长依次从长变短，频率依次由低变高，能量依次由小变大。不同波段的电磁波所具有的能量不同，对人体作用时所产生的生物效应也不相同。低能量波段的电磁波产生非电离辐射效应，高能量波段则产生电离辐射效应。研究表明，当其能量达到并超过1.24x102ev时则产生电离辐射效应。

　　电离辐射效应是具有高能量的电磁波对生物体辐射时，使生物组织的原子中的电子脱离原子，致使生物组织的化学分子结构发生变化，从而对生物体造成伤害。非电离辐射效应是具有较低能量的电磁波对生物组织进行辐射时，不至于使生物的化学分子结构发生变化，不会对生物体造成伤害。七个波段的电磁波对生物体的作用可作如下的划分: