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电磁辐射对人眼的危害及防护论文
论文摘要：日益增多的电磁辐射成为危害人体健康的环境污染之一。具有抗辐射功能的镜片能有效阻止有害电磁波进入人眼，从而减少视觉疲劳、预防视力下降，减小视力丧失的可能性，大大降低电磁辐射对人眼的伤害。
论文关键词：电磁辐射；生物效应；抗辐射镜片；防护
电磁辐射作为环境污染和职业危害的一种新形式，受到政府和社会各界的普遍关注。联合国人类环境会议已将电磁辐射列为必须控制的公害之一。电磁辐射对生物体的致伤效应，目前已成为医学领域的重大研究课题。眼睛作为人体最重要的感觉器官之一，容易受到电磁辐射的损伤。抗辐射镜片能有效阻止有害电磁波进入人眼，从而降低电磁辐射对人眼的伤害。
1电磁辐射
在空间区域内当存在变化的电场时，会在临近的区域引起随时间变化的磁场，变化的磁场会产生新的电场，交替变化的电磁场在空间中按照一定速度由远向近传播，形成了电磁波。低频的电磁振荡主要借由有形的导电体传递，磁电之间的相互变化比较缓慢，几乎没有能量辐射出去，而是全部返回原电路。当电磁振荡频率逐渐变高时，电磁振荡既可以束缚在有形的导电体内传递，也可以在自由空间内传递。在自由空间内传递的高频率电磁振荡，磁电互变速度加快，能量不再以电振荡的形式全部返回原振荡电路，电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，在不借助任何介质的情况下以波的形式向外传递能量，这就是电磁辐射[1]。电磁辐射是传递能量的一种方式，电磁辐射所衍生的能量，取决于频率的高低，频率愈高，能量愈大。
电磁辐射广泛存在于职业场所和生活环境中，生物体时时刻刻都会受到不同程度的电磁场辐照。自然环境中的电场和磁场分别为10－4V/m和10－13T，而50hz高压输电线下的电场和磁场约为1～10KV/m和1－10μT，极端情况下可达到11KV/m和100μT；普通居民家中的本底电场约为1－10V/m，但电热毯或加热水床可达几个kv/m[2]。电磁辐射的频谱很宽，频率范围从0至1025Hz，不同频率的电磁辐射其生物学效应不同。广义的电磁辐射是指所有能辐射出能量的电磁波，狭义的电磁辐射指频率小于300GHz的在生活环境中存在并且可能对生物体造成某种伤害的电磁波。抗辐射镜片所指的辐射是针对于在一定时间或者一定强度下会对人眼产生暂时性、永久性或者累积性伤害的电磁辐射。
2电磁辐射的生物效应
电磁辐射使生物系统产生的与生命现象有关的响应称为电磁辐射的生物学效应。影响电磁辐射生物学效应的主要参数是频率和强度，不同频率和强度的电磁辐射产生生物学效应的方式不同，效应也不同[3]。电磁辐射效应按照效应出现时间可以分为近期效应和远期效应。从电磁辐射的热作用方式达到一定量值或者一定时间的生物学效应可以分为热效应和非热效应。热效应和非热效应作用于人体后，对人体伤害尚未进行自我修复之前，再次受到电磁辐射，其伤害程度就会发生累积，这种效应称为电磁辐射的累积效应[4]。
世界卫生组织在1998年的调查报告中指出，过量的电磁辐射可导致视力下降，严重者可导致视网膜脱落。长期遭受低强度电磁辐射的作用，可促使视觉疲劳，眼睛不舒适和眼感干燥等现象发生。眼睛是人体中对电磁辐射比较敏感的器官之一，容易受到电磁辐射的损伤。眼部无脂肪层覆盖，眼组织含有大量的水分，晶状体缺少血管散热，在受到电磁辐射热效应后，晶状体蛋白质凝固并产生酶代谢障碍，从而导致晶状体混浊，严重的会形成白内障[5]。同时强电磁辐射会使人眼的重要器官角膜受到伤害，从而造成视觉疲劳、视力下降或丧失。
3抗辐射镜片的原理
电磁波通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等。为了有效的阻止有害电磁波进入人眼，必须在镜片中添加特定材料或者在镜片表面进行镀膜，从而能够将特定频段的电磁波通过折射、反射、吸收等方式屏蔽，同时要保证可见光能够正常透过镜片进入人眼之中。由于镜片折射率差异较大，选择添加抗辐射材料很难保证镜片稳定的光学特性，因此选择具有吸波特性的材料镀膜至镜片表面是实现镜片抗辐射功能的重要形式。
应用于镜片镀膜的材料必须在超薄厚度的前提下具有良好的吸波作用和透明导电的特性，对于可见光区具有非常优良的透过率。能够产生吸波作用的材料主要有羟基铁、导电高聚物、多晶铁纤维、金属氧化物超细粉末等[6]。多数吸波材料的共同缺点就是不透明，无法应用于镜片镀膜中。经过细化的金属氧化物吸收剂粒子的磁、电、光等物理性能发生了质的变化，同时具有吸波、透波等功能。
抗辐射镜片按其作用原理可以分为吸收型抗辐射镜片和干涉型抗辐射镜片。吸收型抗辐射镜片是利用材料吸收入射的电磁波，并将电磁能转变成热能。干涉型抗辐射镜片是利用电磁波在传播过程中到达各膜层分界面以及膜层和镜片基体分界面上会发生反射、吸收和透射三种光学作用以此改变电磁波传播方向或者使电磁波产生干涉作用而相互抵消。
抗辐射镜片可以选择采用特殊工艺将金属氧化物超细粉末镀膜至镜片表面的方法来阻挡有害电磁波。由于金属氧化物膜层对于可见光的透过率很高，同时能够对某些频段的有害电磁波有效阻挡，可以满足眼用镜片的需求。当电磁波到达镜片外表面膜层时，产生反射、吸收和折射的作用。外表面膜层只吸收很小一部分电磁波，而反射和折射是主要的。折射过的电磁波通过镜片基体后有少量的反射和吸收，大部分电磁波正常透射到达镜片内表面，内表面膜层反射的电磁波和从外表面透射到达镜片基体的电磁波在满足一定条件下产生干涉作用，相互抵消。镀膜方式也可以采用单面多层镀膜，利用多层膜之间产生干涉相消来阻挡电磁波的通过。
4结论
在电磁辐射广泛存在的今天，采用镀有金属氧化物超细粉末膜层抗辐射镜片能缓解电磁辐射对人眼的近期效应、远期效应以及累计效应，能有效减少视觉疲劳、预防视力下降，减小视力丧失的可能性。在辐射可能存在的环境中应用抗辐射镜片是保障良好视觉状态的重要手段之一。
参考文献
[1]F.H.Read著．密予宏译．电磁辐射．高等教育出版社，1988
[2]黄德寅．电磁辐射对生物体的生物学效应．职业卫生与应急救援，2004．3
[3]曹毅，童建．电磁辐射生物效应研究综述．环境与职业医学，2007．4
[4]姚智兵，蒋昊等．电磁辐射的危害及防护．中国社会医学杂志，2007．9．
[5]周湘艳，吕慧敏，尉可道．电磁辐射与健康的研究．中国医学装备，2007．6
[6]孟建华，杨桂琴，严乐美等．吸波材料研究进展．磁性材料及器件，2004．4
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