環(huán)境物理學(xué)?物理環(huán)境和物理性污染的特征決定了環(huán)境物理學(xué)的研究特點(diǎn),主要是:①物理環(huán)境的聲、光、熱、電等要素都是人類所必需的,這決定了環(huán)境物理學(xué)的研究同環(huán)境科學(xué)的其他分支學(xué)科不同,它不僅研究消除污染,那么,環(huán)境物理學(xué)?一起來了解一下吧。
環(huán)境物理學(xué)就其自身的學(xué)科體系而言,還沒有完全定型。
它主要研究聲、光、熱、加速度、振動(dòng)、電磁場(chǎng)和射線對(duì)人類的影響及其評(píng)價(jià),以及消除這些影響的技術(shù)途徑和控制措施。目的是為人類創(chuàng)造一個(gè)適宜的物理環(huán)境。引起物理性污染的聲、光、熱、電磁場(chǎng)在環(huán)境中是永遠(yuǎn)存在的,它們本身一般對(duì)人無害,只是在環(huán)境中的量過高或過低時(shí),才造成污染或異常。物理性污染是局部性的,而且在污染源停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,污染也就立即消失。環(huán)境物理學(xué)根據(jù)研究的對(duì)象可分為:①環(huán)境聲學(xué)。研究聲環(huán)境及其同人類活動(dòng)的相互好碰作用。主要研究聲音的產(chǎn)生、傳播和接收,以及聲音對(duì)人體產(chǎn)生的生理、心理效應(yīng);研究改善和控制聲環(huán)境質(zhì)量的技術(shù)和管理措施。②環(huán)境光學(xué)。研究人的光環(huán)境。主要內(nèi)容包括天然光環(huán)境和人工光環(huán)境,光環(huán)境對(duì)人的生理和心理的影響,光污染的危害和防治等。③環(huán)境熱譽(yù)襪如學(xué)。研究人的熱環(huán)境。研究?jī)?nèi)容包括熱環(huán)境及其對(duì)人體的影響,以及人類活動(dòng)對(duì)熱慶啟環(huán)境的影響。④環(huán)境電磁學(xué)。主要研究電磁污染的產(chǎn)生及其對(duì)人類生活環(huán)境的影響。⑤環(huán)境空氣動(dòng)力學(xué)。主要研究近地面大氣中風(fēng)的各種空氣動(dòng)力學(xué)特征以及各類物質(zhì)在其中的遷移擴(kuò)散規(guī)律。
環(huán)境物理學(xué)根據(jù)研究的對(duì)象可分為環(huán)境聲學(xué)、環(huán)境光學(xué)、環(huán)境熱學(xué)、環(huán)境電磁學(xué)和環(huán)境空氣動(dòng)力學(xué)等分支學(xué)科。但總的說來,因?yàn)榄h(huán)境物理學(xué)是正在形成中的學(xué)科,它的各個(gè)分支學(xué)科中只有環(huán)境聲學(xué)比較成熟。 它的任務(wù)是為改善人類的聲環(huán)境,研究人所需要的聲音和人所不需要的聲音──噪聲,尤其是研究噪聲的產(chǎn)生、傳播、評(píng)價(jià)和控制,以及對(duì)人類的生活和工作產(chǎn)生的影響和危害等。
聲音是由固體振動(dòng)、液體或氣體的不穩(wěn)定流動(dòng)以及與固體型清鏈相互作用形成的,因此有關(guān)振動(dòng)的產(chǎn)生、傳播、測(cè)試、評(píng)價(jià)以及采取隔振、防振等措施以消除其危害,也是環(huán)境聲學(xué)的研究?jī)?nèi)容。 人類的生活正核和生產(chǎn)活動(dòng),不僅需要太陽輻射到地球的熱能,而且需要各種燃料產(chǎn)生的熱能。燃料的大量消費(fèi),干擾了地球環(huán)境的熱平衡,使環(huán)境遭受熱污染。燃料燃燒排出大量的二氧化碳卜孫,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生溫室效應(yīng);城市人口密集,燃料消費(fèi)量大,使城市出現(xiàn)熱島效應(yīng)等。這些都是熱污染的表現(xiàn)。熱污染對(duì)自然環(huán)境造成的破壞,會(huì)對(duì)人類和生物產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。
人是溫血?jiǎng)游铮m合于人類生活的溫度范圍是很窄的,人類主要依靠穿衣服、營(yíng)居室來獲得生存所需要的熱環(huán)境。研究適宜于人類的熱環(huán)境,揭示熱環(huán)境和人類活動(dòng)的相互作用,控制熱污染,為人類創(chuàng)造舒適的熱環(huán)境,是環(huán)境熱學(xué)的研究?jī)?nèi)容。
與勘查金屬非金屬礦產(chǎn)相比,地下污染物質(zhì)的探查具有獨(dú)特的特點(diǎn)。
a.淺表層是一特殊的地質(zhì)-地球物理環(huán)境。環(huán)境地球物理探測(cè)所涉及的方法技術(shù)以解決地表淺層問題居多,它所要求的探測(cè)深度一般為幾米至幾十米。要求達(dá)到的垂向和橫向分辨率卻相當(dāng)高,有時(shí)要求達(dá)到厘米級(jí)。實(shí)踐和理論研究證明,地表淺層是一個(gè)特殊的地質(zhì)環(huán)境,該環(huán)境的構(gòu)造、巖石物質(zhì)成分、相態(tài)、巖石物理特點(diǎn)和干擾頻譜與其他深度層位不相同。在這個(gè)特殊的地質(zhì)環(huán)境中,經(jīng)常遇到難以預(yù)測(cè)的各種類型的干擾問題。這與表生作用帶的地質(zhì)復(fù)雜性和巖石物理復(fù)雜性有關(guān),與氣象條件的變化、工業(yè)干擾、技術(shù)因素作用有關(guān),也許出現(xiàn)過去不知道或沒考慮的某些物理地質(zhì)現(xiàn)象,例如介電張弛現(xiàn)象和超順磁性等。
b.要求勘查方法具有抗干擾性和靈活性。因?yàn)橐鉀Q的環(huán)境問題較多地集中在工業(yè)中心和大城市,作業(yè)時(shí)往往受到人為噪聲的干擾,如地下管道(線)、電纜線、高壓線、鐵路等引起的磁干擾、電磁干擾、工業(yè)交通振動(dòng)的干擾。因此,需要采取相應(yīng)的有效措施壓制各種干擾。另外,環(huán)境調(diào)查中野外作業(yè)空間通常較小。
c.有許多微量有毒有害物質(zhì),即便已構(gòu)成嚴(yán)重污染,與周圍物質(zhì)相比物性差異仍很小,可以探測(cè)的信號(hào)很弱,需要有弱信號(hào)探測(cè)技術(shù)和信號(hào)提取技術(shù)。
環(huán)境科學(xué)與工程中,有很多地方是需要用到物理學(xué)的。
下面我列舉一個(gè)例子來加以說明。
眾所周知,霧霾是一個(gè)非常嚴(yán)重的環(huán)境問題。但是,目前科學(xué)界還是不太清楚霧霾的成分到底是什么?霧霾的起因到底是什么?要研究這些環(huán)境問題需要用分析儀器進(jìn)行分析。其中,質(zhì)譜儀就是很有用的一種霧霾分析的科學(xué)儀器。
眾所周知,霧霾是一個(gè)非常嚴(yán)重的環(huán)境問題。但是,目前科學(xué)界還是不太清楚霧霾的成分到底是什么?霧霾的起因到底是什么?要研究這些環(huán)境問題需要用分析儀器進(jìn)行分析。其中,質(zhì)譜儀就是很有用的一種霧霾分析的科學(xué)儀器。
而質(zhì)譜儀一開始由發(fā)現(xiàn)電子的物理學(xué)家湯姆森開始研發(fā)出來。當(dāng)時(shí)的質(zhì)譜儀用的是磁場(chǎng),主要是為了研究測(cè)量電子的質(zhì)量,但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的磁場(chǎng)不能做得太強(qiáng)(不像現(xiàn)在有超導(dǎo)磁鐵,磁場(chǎng)可以很強(qiáng)),所以那時(shí)候的質(zhì)譜儀的尺寸很大。后來,為了研發(fā)原子彈,人們需要找到鈾原子,但到底找到的礦物是不是真的鈾原子,還是需要依靠湯姆森發(fā)明的質(zhì)譜儀來鑒定。
而質(zhì)譜儀一開始由發(fā)現(xiàn)電子的物理學(xué)家湯姆森開始研發(fā)出來。當(dāng)時(shí)的質(zhì)譜儀用的是磁場(chǎng),主要是為了研究測(cè)量電子的質(zhì)量,但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的磁場(chǎng)不能做得太強(qiáng)(不像現(xiàn)在有超導(dǎo)磁鐵神鍵緩,磁場(chǎng)可以很強(qiáng)),所以那時(shí)候的質(zhì)譜儀的尺寸很大。
環(huán)境物理學(xué)的研究領(lǐng)域是相當(dāng)清雀廣闊的。如物質(zhì)在作機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí),勻速運(yùn)動(dòng)對(duì)人體沒有影響,而有加速度的運(yùn)動(dòng)則有影響。當(dāng)人體受到的加速度可與重力加速度相比的情況下,人就會(huì)感到不舒適。人對(duì)加速度能容忍的變化范圍還是比較大的,如人體直立,橫向運(yùn)動(dòng)的加速度達(dá)50g也不會(huì)受到傷害。人體作機(jī)械運(yùn)動(dòng)或者人體處在機(jī)械答旅早振動(dòng)環(huán)境中所產(chǎn)生的物理效應(yīng)和生理效應(yīng),也是環(huán)境物理學(xué)有待深入研究的內(nèi)容。環(huán)境物理學(xué)將在對(duì)物理環(huán)境和物理性污染全面、深入研究的基礎(chǔ)上,發(fā)展自身的理論和技術(shù),形成一個(gè)完整的學(xué)科體系。
物理性污染雖然能夠利用技術(shù)手段進(jìn)行控制,但是,采取各種控制技術(shù)要涉及經(jīng)濟(jì)、管理和立法等問題,所以要對(duì)防治鎮(zhèn)基技術(shù)進(jìn)行綜合研究,獲得最佳方案。
以上就是環(huán)境物理學(xué)的全部?jī)?nèi)容,環(huán)境物理學(xué)根據(jù)研究的對(duì)象可分為環(huán)境聲學(xué)、環(huán)境光學(xué)、環(huán)境熱學(xué)、環(huán)境電磁學(xué)和環(huán)境空氣動(dòng)力學(xué)等分支學(xué)科。但總的說來,因?yàn)榄h(huán)境物理學(xué)是正在形成中的學(xué)科,它的各個(gè)分支學(xué)科中只有環(huán)境聲學(xué)比較成熟。