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1 # 資訊所長
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2 # 哨兵ZH
題目中說到的對細胞產生影響,主要是指“輻射”,而輻射又分為:電離輻射和非電離輻射,能對生物細胞產生影響的主要是前者電離輻射,我們平時所說的“輻射”,其實也就是預設指“電離輻射”,那麼什麼是電離輻射呢?電離輻射主要包括:高能粒子輻射和高能電磁輻射,簡單來說就是以波或者次原子粒子的方式傳遞的一種對物質有電離作用(電離指的是:原子、分子在外部能量的作用下失去電子或者得到電子,從而成為帶電離子的一個過程)的能量。
以次原子粒子方式傳遞的具有電離作用的能量包括:高能中子流、高能電子流(即β射線)和阿爾法粒子流等;而以波的形勢傳遞的具有電離作用的能量則主要是指高能電磁波(即高能電磁輻射),電磁波根據頻率的不同涵蓋範圍很廣,就比如像題目中說到的火控雷達,其發出的的雷達波就屬於電磁波的一種,但並不是所有的電磁波都具有電力能力,只有部分的具有很高能量的電磁波才會對物質產生電離作用,大部分電磁波其實還是屬於非電離輻射範疇的,所以,火控雷達的雷達波有沒有電離能力,會不會對生物細胞產生危害,就要看這個雷達波究竟是不是高能電磁波,那麼,高能電磁波又是如何去判定的呢?
▲普朗克公式
看上面的電磁波能量公式(即普朗克公式),公式中的E表示電磁波的能量,h為普朗克常數,c為電磁波速度,即光速,λ為電磁波的波長,從公式中數學關係我們可以簡單理解:普朗克常數h和光速c是一定的,當波長λ越大時,電磁波的能量E越小。所以,我們可以這樣理解:電磁波的波長越小,其能量就越高;反之,波長越長,電磁波的能量就越低。那麼,波長小到什麼程度的時候,就屬於具有電離能力的高能電磁波了呢?即當電磁波所攜帶的能量要高於10個電子伏特(eV)時,此時的電磁波就具備電離能力了,再來看下圖:
▲電磁波波長和頻率對比圖
上圖是電磁波的波長和頻率對照表,從圖中我們可以看到,可見光(visible)的波長大概在380nm~750nm之間,紫外線(ultraviolet)的波長則是在10nm~400nm之間,在紫外線光譜中,波長在400nm~150nm之間的紫外線,攜帶的能量一般在3~10電子伏特,還不具備電離能力,只有那些波長小於150nm的高能紫外線,才稱得上是電離輻射,所以,以這個為界限,一般波長小於150nm的那些高能電磁波,比如高能紫外線,以及能量更強的X射線、γ(伽馬)射線,都屬於電離輻射的範疇,暴露在這些輻射之下的生物,其細胞DNA才會遭到破壞,從而對健康產生影響。
▲看到這標誌就有多遠躲多遠
所以,答案就出來了,題目中說到的火控雷達,其波長一般在釐米波段,就比如我們平時聽到的X波段雷達,而波長在1毫米~1000米這個範圍內的電磁波,也被稱為射頻波、無線電波,我們家裡用的微波爐,產生的微波波長也在這個範圍,而這個射頻波不屬於電離輻射,並不具備電離能力,起碼目前還不能證明這些射頻波能對生物細胞造成本質上的傷害,比如破壞DNA,就算有,這種傷害也不是電離,而是類似於“曬傷”、“加熱”的效果,比如上面提到的微波加熱就是其中一種,亦或者是被可見光的曬傷,同樣也不屬於電離輻射,因此,火控雷達照射人,並不不會對人造成太大的影響,除了這些之外,什麼高壓電輻射、電視輻射、電腦輻射啥的,也是一些商家透過營銷手段編出來的。
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3 # 孜然小怪獸
就像“一切離開劑量所談的毒性都是耍流氓”一樣,即使火控雷達照射到人,不同的照法,也會得到不同的結果。
根據雷達方程,單站雷達的作用距離方程為:
其中Pt是雷達發射訊號的峰值功率,由此可以算出雷達的最大作用距離,也就是說,雷達是有作用距離的,在作用距離之外,隨便怎麼照吧!
那麼問題來了,要是在作用距離之內呢?
以美國F22戰鬥機裝備的AN/APG-77機載相控陣火控雷達為例(如下圖),其最大功率為10-20Kw,工作頻段為8GHz-12GHz。按平均15Kw計算,當距離為100Km時,電磁波空間衰減為L=20*log(12000)+20*log(100)+32.44=154dB,也就是說,100Km能接收到的輻射為10*log(1500000)-154=-92dBm= 0.0000000006W=0.0006μW。
大家可能對這個沒直觀的概念,我們繼續。
人體能承受多大的電磁輻射?
根據《環境電磁波衛生標準》
一級標準(安全標準,對人體沒有任何影響) :高頻輻射 小於 10 μW/cm²
二級標準(中間區,對人體可帶來有害影響) :高頻輻射 小於 40 μW/cm²
你還覺得100Km外的戰鬥機會對你有影響嗎?
最後,據度娘說, 殲-20對戰鬥機的探測距離增加到了170公里,碾壓F-22哦!
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要是火控雷達照射到人,不是什麼影響細胞的問題,而是涉及生命安全的問題!就比如說戰鬥機的火控雷達一旦開機,幾百米的距離就能把一隻雞烤熟,從這可以看出某些火控雷達的功率到底是有多大。不過既然是雷達,也要講究距離的問題,距離夠遠,影響不大。
什麼是火控雷達火控雷達,簡單的說就是一個武器的眼睛!沒有了它,武器也就發現不了目標。隨著科技的發展,作戰距離越來越遠,目標速度越來越快,光靠人的眼睛瞄準,已經不能夠適應現在的戰爭需要了,所以這個時候,火控雷達誕生了。
它的基本原理還是依靠雷達的電磁波發現和鎖定目標,雷達波遇到物體後,會發生反射,這就和我們平時把小石頭扔進池塘形成的水紋,然後遇到水面的障礙物產生回紋效果是一樣的。雷達回波訊號裡面包括了目標物體距離雷達的距離、速度和方向等資訊,這裡舉例簡單說明一下距離是怎麼獲得的。雷達波的速度等於光速,雷達從發射訊號到接收到目標的回波訊號之間的時間也是已知的,這個時候剛好是雷達波在目標和雷達之間完成了一個往返,所以往返的時間乘以光速,就是雷達波來回的距離,它的一半就是目標距離雷達的距離了。
既然能獲得目標的距離,那麼目標速度也就很容易獲得了,因為目標一般都是移動的,我們獲得兩次不同的距離,然後在記錄獲得兩次距離的時間差,兩次的距離差除以時間差,就是目標的速度了。另外還有目標的運動方向等資訊,因為比較專業,這裡就不做詳細解釋了。
所以雷達不停的發射雷達波,就能夠獲得目標的實時訊息,就等於獲得了目標的三維座標資訊一樣,目標在哪裡,在什麼方向,速度是多少,目標的大小是多少等等這些資訊,雷達知道的清清楚楚。這個時候,只要把這些資訊輸送到武器的計算機就行了,就等於目標被鎖定了,普通火控雷達也會跟著目標的移動而轉動,相控陣雷達這不需要這樣做。
火控雷達照射的危害和影響前面已經說了火控雷達的物理危害,實際上如果距離合適,也是非常影響人體的細胞,甚至會發生癌變,因為火控雷達照射就是一種輻射,輻射功率越大,危害越大!
除了一開始所說的火控雷達的威力之外,火控雷達照射還有一個非常大的危害可能就是引發不必要的衝突事件,這也是我們在和平時期,經常在新聞當中看到某某國家出面譴責,指責另外一個國家使用火控雷達照射自己國家的飛機或者軍艦等等目標。
因為前面說了,一旦火控雷達開機了,就等於除了開火之外,一切的準備全部做好了,相當於一個人拿著槍已經瞄準了目標,就等扣動扳機了。所以一旦被火控雷達鎖定,很容易讓人覺得對方是要開火了,有時候可能做出錯誤的判斷,提前開火進行自我防衛,造成誤擊事件。
其實火控雷達的照射影響,基本上也就是我們在電影裡面看到戰鬥機被雷達鎖定後,出現警示燈提示和警報聲提示,這個時候就是火控雷達在照射戰鬥機,並且已經鎖定戰鬥機了,發射導彈也就是一個按鈕的事情。有時候甚至是導彈本身攜帶的火控雷達對戰鬥機完成了照射,所以這個時候導彈已經發射了,飛向戰鬥機了。
所以火控雷達的照射,對人的話,就是會造成直接的傷害。如果照射了軍事目標,那麼就代表已經鎖定對方了,隨時可以發起攻擊!有時候為了驅逐目標,就是象徵性的照射一下目標作為警告,要是再繼續侵犯主權,那麼就要攻擊了。就比如這次美國全球鷹無人機被伊朗擊落,伊朗聲稱已經使用火控雷達照射了兩次無人機以示警告,不過美軍不當回事,所以伊朗忍無可忍,擊落了無人機。