太阳光会让人感到热,为何4G、5G电磁波没有这感觉?

首先是太阳光的功率密度很高,其次是太阳光中有接近一半的能量来源于红外线,而红外线的热效应比较明显,这就导致太阳光让人感到热,而4G、5G的电磁波不会。

电磁波

在电磁学当中,电磁波可以看作相互垂直的电场和磁场在空间中交替传播,各种波段的电磁波有着不同的特性,波长由短到长依次为:高能射线、γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。

根据量子力学,光具有波粒二象性,电磁波也可以看成光子,每个光子的能量E=hν,光速c=λν,其中h为普朗克常数,ν为光子频率,λ为波长。于是我们可以得知,波长越短的电磁波,对应的单个光子能量越高。

当光子打到物体身上时,光子可以被吸收,也可以被反射,被吸收光子的能量最终将转化为物体的内能,于是电磁波打到人体身上是否感觉热,完全取决于被吸收光子的能量和数目。

另外,红外线具有热效应,因为红外线的频率与组成物体的原子、分子的震动频率接近,所以物体对红外线的吸收特别显著。

太阳光

太阳光是太阳通过黑体辐射发出来的,太阳表面温度高达5500℃,该温度下黑体辐射的峰值波长落在可见光范围内,我们太阳发出的辐射光谱,其能量的50%都来源于可见光,红外线占了能量的43%,紫外线大约占了7%。

太阳常数表示在大气上方,垂直于太阳光线的单位面积内每秒接收到的太阳辐射,大约是1353W/m^2,即便在地面上,太阳辐射功率还是高达1000W/m^2,也就是100mW/cm2。

如此高的辐射功率,加上红外线占了很大一部分,所以太阳光照射到人体身上时,热效应非常明显,会让人感觉到热。

4G、5G电磁波

理论上4G和5G发出的电磁波,也会被物体部分吸收,但实际上我们通信用的功率非常低,比如运营商的GSM基站,发射功率一般是几百瓦,在距离基站10米的地方,功率密度就降低到0.6mW/cm2,远远低于太阳辐射的功率密度(100mW/cm2)。

而且4G和5G采用的是微波波段,热效应没有红外线波段显著,加上功率密度也很低,所以4G、5G的电磁波,并不会让人感到明显的热效应。

由于微波的波长比可见光长,单个光子携带能量低,所以功率密度不大的4G、5G电磁波,并不会对人体产生危害,甚至远远不如一台家用电器产生的辐射强。