[자료실]
(시리즈 3/9) 전자파의 생체에 미치는 영향 3...전자파는 전자를 움직이게 했을 때 발생하는 "에너지의 파"이다 ~ |
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Date : 2014-11-03
Name : 엑스블루
Hits : 2332
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전자파에 대한 기초 설명부터 생체에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 메카니즘까지, 상당히 재미있고 좋은 자료로 보입니다. 아래 일본의 블로그에서 발췌했으며,일주일에 2편씩 번역/공유할까 합니다. 약간 거칠고, 이상한 단어표현 등이 있더라도 이해해 주시기를 바랍니다. 전체 내용 흐름의 메시지 전달에는 문제가 없도록 노력하였습니다. 전자파의 생체에 미치는 영향 3 ~ 전자파는 전자를 움직이게 했을 때 발생하는 "에너지의 파"이다 ~ 전자파 3 번째입니다. 이번과 다음, 2회에 걸쳐 인공전자파를 다루겠습니다. 전자파는 우리의 오감으로 느낄 수 없기 때문에 알아차리기가 어렵지만, 예를 들면 휴대폰도 TV영상이 비치는 것도, 모두 전자파에 의한 것입니다. 우리 주변에 전자파가 넘쳐나고 있는 것입니다. 그렇게 생활 속에서 사용되는 전자파는 모두 " 인공전자파”입니다. 그럼 "인공전자파”란 무엇이고, 어떻게 만들어지는 것일까요? .  ◆◆◆ 전자파는 전자를 움직였을 때 발생하는 "에너지의 물결"이다 ◆ 전자파의 발생 메커니즘 (발신) 전자파 발생 메커니즘은 다양한 모델로 설명됩니다. 일반적으로 사용되는 것은 전계와 자계가 서로 영향을 주면서……라는 모델입니다. (그림 참조)  그러나 이 모델은, 왠지 잘 모르겠습니다. 그럼 좀더 근본적으로 한번 보도록 할까요? 전선 속에서 전류가 흐르면 전자가 움직이기 시작합니다. 전자가 움직이면 자계가 발생합니다.  여기서 주목하고 싶은 것은 "전자파는 교류전류에서 발생한다"라는 것입니다. 그럼, 교류전류는 이후 어떻게 되는가 하면, 전류의 방향이 바뀌어서 전자는 일단 멈추고 반대편을 향해 다시 움직이기 시작합니다. 그러면 자계는 일단 없어지고, 이번에는 반대 방향으로 발생하는 것입니다.  그리하여 이것을 반복함으로써 교대 방향의 자계가 생기고, 물결처럼 되어서 공간을 전해지는 것입니다. 동시에 전계는 자계의 주위에 발생합니다. 위의 그림에 전계를 추가하면 다음과 같이 됩니다.  여기에서 알 수 있듯이, 전자파는 전자가 " 움직일 때마다 "발생합니다. 전자가 움직이기 위하여는 에너지가 필요합니다. 따라서 “전자파는 전자에 에너지가 가해지면 발생한다 “라고 말할 수 있습니다. 그럼, 전자파를 수신하는 경우의 메커니즘은 어떻게 될까요? ◆ 전자파를 수신하는 메커니즘 전자파를 수신 받은 전선은, 아래 그림처럼 전자파 전계의 영향을 받아서, 전선 내에 전자가 움직입니다.  이것은 발신일 때와 같은 전자의 움직임이 될 것입니다. 이처럼 발신 측 전자의 움직임과 같은 전자 움직임이 수신 측에서도 발생합니다. 그런데 좀 전에 전자를 움직이려면 에너지가 필요하다고 말했습니다. 그리고 수신 측도 전자 " 움직이고 "있습니다. 이것은 전자를 움직이는 "에너지 "가 전자파의 형태로 공간을 전해진 것입니다. 즉, " 전자파 "은 전자가 움직일 때 일어나는 "에너지 파 "와 같다고 할 수 있습니다. 그리고 이렇게 하여 전자파를 발신하는 측과 같은 전자 움직임을 수신 할 수 있는 구조를 이용한 것이 전자파에 의한 통신입니다. 그럼, 전자파로 통신하는 구조는 어떤 것일까요? ◆◆◆ 파형, 주파수, 진폭을 인공적으로 변화시킨 특수한 파 형태로 신호를 주고받는다 ? 통신하는 방법은 모르스 신호처럼 음성정보, 화상정보를 어떤 규칙에 따른 신호로 변환하여, 그 신호에 맞추어 발신 측은 전자파를 " 변조 "하여 발신합니다. 수신 측은 신호를 받으면 신호를 역변조하여 음성정보와 영상정보로 다시 되살려서 읽는 것입니다. 이 변조에는 크게 두 가지 방법이 있습니다. 진폭을 변조하는 AM (Amplified Modulation), 그리고 주파수를 변조하는 FM (Frequency Modulation)입니다.  두 파형 모두 정상적으로 변화해 가는 것을 알 수 있습니다. 또한 최근 많이 볼 수 있는 디지털 파형은, 상기의 파형과도 달라서, 1 또는 0인지 라고 하는 디지털 파형으로 그대로 변환되기 때문에, 아래와 같이 파가 있는 부분과 없는 부분이 수시로 바뀌는 파형입니다. 이처럼, " 정상적으로 " 더욱이 " 빠르게 변화하는 "전자파는 자연계의 전자파와는 크게 다릅니다. ⇒ 참조 "자연계의 전자파는 주파수가 없다!" ? 그럼 통신용으로 사용되는 전파의 주파수 대역은 어떻게 되어 있는 것일까요? ◆◆◆ 거의 모든 대역의 전파가 통신에 사용되고 있다 통신에 사용되고 있는 전파 대역입니다.  여기에서 알 수 있듯이, 통신에 사용되는 전파의 주파수 대역은 매우 넓어서, "거의 모든 " 주파수 대역을 점령하고 있습니다. 우주로부터 들어오고 있지 않은 주파수의 전파도 통신에 사용하고 있습니다. (위성통신, 간이 무선) 전파의 창에 대해서는 아래를 참조  즉 생물이 지금까지 경험한 적이 없는 대역의 전파에도 노출되어 있는 것입니다. ? 그러한 통신용 전자파의 강도는 어떻게 되어 있을까요? ◆◆◆ 자연계 전자파를 훨씬 초과하는 에너지를 가짐 휴대전화의 전자파 강도를 나타낸 그림입니다.  여기에서 알 수 있듯이, 휴대폰 기지국으로부터의 전력은 32W로 그다지 크지 않습니다. 전자파의 강도를 나타내는 전력 밀도는 0.0008mW/cm2. 이것은 일본 총무성이 정한 전자파 기준치의 약 1000분의 1과 같습니다. 한편 휴대폰이 통신용으로 발신하는 전자파는 어떨까요? ? * 휴대전화 5cm 수신 시(자장) = 80 밀리 ~ 100 mG(밀리 가우스) 이상 (최고치 측정 불가) * 상동(마이크로웨이브) = 0.3 ~ 1mW / cm2 이상 (최고치 측정 불가) 전자파 측정기로 측정한 휴대전화에서 발생되는 전자파의 강도는 5cm 떨어진 위치에서 0.3 ~ 1mW/cm2 이상인 것 같습니다. 이것은 분명히 기준치를 초과하고 있습니다. 이것은 어떻게 생각하면 좋은 것일까요? ? 정상적으로 난무하는 전자파(기지국에서 나오는 전자파)는 기준치를 밑돌고 있지만, 휴대 전화 등 통신기기를 사용하고 있는 동안은 기준치를 초과하고 있다는 점입니다. ? 덧붙여서 자연계의 전자파는 천체로부터의 전자파로 Jy (잰스키)라는 단위가 있습니다만, 1Jy = 10 -26 W/m2 * 그래서, 기준치 이하라도 인공전자파의 강도는 자연계의 전자파를 훨씬 뛰어 넘는 에너지를 가지고 있는 것입니다. ? 잰스키 대해서는 이전을 참조 ? ◆◆◆ 인공전자파 요약 ? 전자파는 전자가 움직일 때 발생하는 "에너지의 파"이다 ?파의 형태는 정상적으로 크게 변화하여, 자연계에는 없는 형태로 되어 있다 ?자연계에 없는 주파수 (= 우주에서 들어오지 않은 주파수)의 전자파가 존재한다 ?자연계의 전자파보다 훨씬 강한 에너지를 가지고 있다 ? 다음은 전력배선의 주위에 일어나는 "저주파" 전자파에 알아 보겠습니다. |
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엑스블루
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2014-11-03 |
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