電磁波簡介

    電磁輻射是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中，以波的形式傳遞能量和動量，其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面，隨著時間變化的電場產生了磁場，磁場亦產生電場，這些連續不斷同相振盪的電場和磁場共同形成了電磁波。電磁輻射的載體為光子，不需要依靠介質傳播，在真空中的傳播速度為光速。電磁波可按照頻率分類，從低頻率到高頻率，主要包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。

    電場及磁場都是向量場，電場向量和磁場向量都以向量為運算。如:一電磁波，入射介質，於介質內產生電子振盪，因而使得介質發射電磁波，造成電磁波的折射或繞射現象。而在非線性介質，電磁波會與電場或磁場產生交互作用，當電磁波入射於物質時，會造成物質的帶電粒子振盪和能量增加。這些能量可能會立刻被重新輻射，成為反射輻射或透射輻射，也很可能會消散成為物質內的其它微觀運動，在達成熱平衡後，轉以熱能的形式出現，被吸收的電磁波大多會直接地存入其能量，因而將物質加熱。

電磁波對人體的影響

　　磁波輻射能量較低，不會使物質發生游離現象，也不會直接破壞環境物質，但在到處充滿電子訊用品器材的現代生活，其電磁干擾特性卻不可掉以輕心，因為它隨時可能使人面臨危害的境地。如在長時間使用電腦之後，會感到身體疲勞、眼睛疲倦、肩痛、頭痛、想睡、不安，這些都是受了電磁波的影響。電磁波還會使人的免疫機能下降、人體中的鈣質減少，並引致異常生產、流產、視覺障礙、阻礙細胞分裂如癌、白血病、腦腫瘤...等。    經實驗研究和調查觀察結果表明，電磁輻射對健康的危害是多方面的，複雜的，主要危害表現如下：

１. 對中樞神經系統的危害：

　　神經系統對電磁輻射的作用很敏感，受其低強度反複作用後，中樞神經系統機能發生改變，出現神經衰弱症候群，主要表現有頭痛，頭暈，無力，記憶力減退，睡眠障礙（失眠，多夢或嗜睡），白天打瞌睡，易激動，多汗，心悸，胸悶，脫髮等，尤其是入睡困難，無力，多汗和記憶力減退更為突出。

２. 對機體免疫功能的危害：

　　動物實驗和對人群受輻射作用的研究和調查表明，人體的白血球吞噬細菌的百分率和吞噬的細菌數均下降．此外受電磁輻射長期作用的人，其抗體形成受到明顯抑制。

３.對心血管系統的影響：

　　受電磁輻射作用的人，血管通透性和張力降低，神經調節功能受到影響，人們多以心動過緩症狀出現，少數呈現心動過速。長期受電磁輻射作用的人，其心血管系統的疾病，會更早更易促使其發生和發展。

４.對血液系統的影響：

　　在電磁輻射的作用下，白血球減少．紅血球的生成受到抑制，出現網狀紅血球減少。當無線電波和放射線同時作用人體時，對血液系統的作用較單一因素作用可產生更明顯的傷害。

５.對生殖系統和遺傳的影響：

　　長期接觸超短波發生器的人，可出現男人性機能下降，陽萎；女人出現月經周期紊亂。由於睪丸的血液循環不良，對電磁輻射非常敏感，精子生成受到抑制而影響生育；使卵細胞出現變性，破壞了排卵過程，而使女性失去生育能力。

　 高強度的電磁輻射可以產生遺傳效應，使睪丸染色體出現畸變和有絲分裂異常。妊娠婦女在早期或在妊娠前，接受了短波透熱療法，結果使其子代出現先天性出生缺陷（畸形嬰兒）。

６.對視覺系統的影響：

　　眼組織含有大量的水份，易吸收電磁輻射功率，故在電磁輻射作用下，眼球的溫度易升高。溫度升高是造成產生白內障的主要條件，溫度上升導致眼晶狀體蛋白質凝固，多數學者認為，較低強度的微波長期作用，可以加速晶狀體的衰老和混濁，並有可能使有色視野縮小和暗適應時間延長，造成某些視覺障礙。此外，長期低強度電磁輻射的作用，可促使視覺疲勞，眼感到不舒適和眼感乾燥等現象。

７.電磁輻射的致癌和致癌作用：

　　一些微波生物學家的實驗表明，電磁輻射會促使人體內的（遺傳基因）微粒細胞染色體發生突變和分裂異常，而令某些組織出現病理性增生，使正常細胞變為癌細胞。

　  除上述的電磁輻射對健康的危害外，它還對內分泌系統、聽覺、物質代謝及組織器官的形態改變，均可能產生不良影響。

電磁波對電子產品的影響

　　在現行的生活中，各種電子產品及設備已廣泛的使用，因應市場需求，電子產品持續朝向輕、薄、短、小且多功、高頻及高速的方向發展。在此同時，電磁波干擾的問題亦更加影響設計過程及實際應用。因此，開發者須專注於如何將各種高速中央處理器、記憶體、GPU、RF無線傳輸元件...等，整併於系統中並使彼此不會因電磁干擾問題影響效能及功能。在開發過程前期，若未重視電磁波干擾問題及可施予的對策，於事後進行設計檢討、測試、改善對策元件追加／試做、驗證....，損失的成本會遠遠高出預期。但現市場的需求壓力下，可能無法有過多的時間進行細緻設計研究或大幅度的重製作業，故可另以各種EMI對策材料因應處理。

　　電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI)是指電磁能量對電流迴路、儀器、系統或生命組織造成的影響。電磁波干擾主要來自於電子元件本身所產生的電磁波雜訊，或是經由外部電子產品輻射的電磁波干擾，因此，電子產品能否運作正常須取決於能否減少本身產生的雜訊，或避免外來電磁波的干擾。常見的干擾現象和信號特徵不同，定義與說明：

1.自然干擾：由於大自然現象所造成的各種電磁雜訊。

2.人為干擾：由於電子設備和其他人工裝置產生的電磁干擾。

3.有意干擾：是指為了達到某種目的，有意識的製造電磁干擾信號。

4.無意干擾：是指在無意之中所造成的干擾，如設備用電、高頻電路及微波設備...等，引起的干擾。

5.固定干擾：多為鄰近電氣設備固定運行時發出的干擾。

6.隨機干擾：非常時使用的設備(如：車輛行駛、機工具、電子設備...等)所引起的干擾。

7.傳導干擾：是指電磁雜訊的能量在電路中，以電壓或電流的形式，通過金屬導線或其他元件時耦合干擾。

8.輻射干擾：是指電磁雜訊的能量以電磁場能量的形式，通過空間輻射傳播時耦合干擾。

　　輕薄及多工的電子產品，其內部電子元件線路較為密集，故容易產生雜訊、靜電影響或電磁波干擾，導致效能降低、功能異常及可能性的損害。設計過程時，藉由適當的線路設計，可降低來自於產品本身的干擾，例如濾波器、電容器與電感器等元件；而來自外部的電磁波輻射干擾，則可由電磁波屏蔽材料或金屬外殼阻隔。

    電磁波干擾遮蔽及消除，對策概念為[設一導電或導磁特性材料，減弱干擾方對須防護方的電磁波強度]；常見的材料為導電布、導電泡棉、銅箔膠帶、鋁箔膠帶...等，藉由導電特性隔離電磁波。但在頻率較高且須處理電磁波在空間中的折射時，可選擇吸波材料應對，將電磁波轉為微量熱能。

常見處理對策

A.空間或表層屏蔽處理：

在電子產品或設備設計或應用時，若須阻止電磁波影響或進入特定區域範圍，可選用導電/磁材料處理。

如：導電布、銅箔、鋁箔...等。

B.防護電路區域接地處理：

於須防護的區域、電路模組、及信號基準點，以低阻抗的導電材料妥善進行接地處理。

如：導電泡棉、導電襯墊、SMT gasket...等。

C.電磁波吸收處理：

於須防護的元件/模組、抑制折射位置、輻射干擾產生的位置，以電磁波吸收材料貼覆處理。

D.濾波電路設計處理：

於電源或信號區域，進行抑制、緩衝或特定限制方式處理。

參考資料:

維基百科網站

科技圖書出版-環境科學基本叢書





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