手机周围磁场的测量及研究

李 爽 刘立英 张砚霖 侯胜益

（北京工业大学应用数理学院，北京 100124）

1 引言

从手机诞生不久起，手机周围磁场及电磁辐射与人体健康这个话题就常被人们提起.国际上通行的手机辐射对人体的影响是以“比吸收率”（SAR）来定义的，但是该影响是否有伤害，伤害有多大？在国际范围里，至今为止，仍没有具有权威和普遍性的定论.但关注它的人却越来越多，由此引发的社会争论也日渐增多［1，2］.本文利用磁场传感器及有效的数据采集设备对几款较有代表性的手机在接收和发送信号时，周围的磁场强度及变化规律进行了测量及对比分析，从另一个角度对手机周围磁场存在形成一个直观、清醒的认识，并提出了减少手机所引起的电磁危害的建议和自我防护措施.

2 实验装置及过程

实验中所用到的器材及装置如图1所示.其中用于磁场强度测量的是PASCO CI-6520A型磁场传感器，传感器的一端为全封闭的7.5cm长的探头.它有三档可以选择的灵敏度档，满量程分别为10／100／1000Gs，测量范围广泛而且灵敏；内置两个可供选择的霍尔效应传感器，结合高精度转动传感器，可实现对2G或3G手机频段磁场的实时测量.

图1 实验装置

实验时首先将传感器探头放置在消磁室内并按下置零按钮，然后将待测手机放置在探头旁边.实验流程如图2所示，手机周围的磁场信息被磁场传感器感知后，通过相应的数据采集接口被计算机采集并通过软件进行显示和处理.实验过程中保持所有待测手机与传感器探头的位置一致，并保持待测手机及传感器尽量远离所有来源的磁场和铁磁材料，以获得有意义的峰值信号.

图2 实验流程图

3 实验结果及讨论

1）手机发送和接收短信过程

图3（a）和（b）分别为诺基亚C5-03手机在发送和接收短信时，手机周围的磁场强度及变化规律.从图中我们可以看到，在手机发送短息和接收短信的瞬间，手机周围的磁场强度从0.3×10Gs左右突变到了1.0×10Gs以上，变为待机时的3～5倍.而且在整个发送过程中，手机周围磁场一直处在高位震荡状态，持续5s左右.

图3

2）手机接听和拨打电话过程

图4（a）和（b）分别为诺基亚C5-03手机在接听和拨打电话时，手机周围的磁场强度及变化规律.从图4（a）可以看到，在手机接收到来电信号的瞬间，手机周围的磁场强度从0.2×10Gs左右达到了1.84×10Gs，变为待机时的9.2倍，而在1～2s的响铃过后手机周围的磁场虽然也有震荡但相对之前的高位突变而言逐渐趋于平稳.这表明手机在接收到信号的瞬间将会有较强的电磁辐射，因此建议在手机刚刚接收到信号、铃声响起的瞬间先不要接听，铃声响过几秒钟后再接听.接通后，手机周围的磁场又一次大幅度增强，之后整个通话过程中，手机周围磁场非常不稳定，处于剧烈震荡状态.

图4（b）可以看到，同款手机拨打电话过程中，手机周围的磁场大小从0.25×10Gs左右达到了1.5×10Gs以上，变为待机时的6倍，并且不管对方是否接听，整个拨打过程手机周围的磁场都在高位震荡状态.因此，为了尽量减少自身所受的电磁影响，建议在拨打电话后等待对方接听的过程中不必将手机听筒贴近耳朵，因为此时手机周围存在着与接通后同等强度的电磁强度.

图4

为了寻求更普遍性的规律，我们也研究了诺基亚N81，诺基亚E52，联想P85等不同型号和制式的手机（如表1所示），其中诺基亚N81与诺基亚C5-03等均为2G使用频率，支持GSM850MHz‖900MHz‖1800MHz‖1900MHz‖2100MHz频段，而诺基亚E52，联想P85等为3G手机，支持GSM900／1800MHz，WCDMA2100MHz.结果表明以上几款手机与诺基亚C5-03相近的一些变化规律：在接收到来电信号的瞬间均有较强的磁场强度，而在通话过程中均有持续较强的震荡；手机在整个拨打过程中（包括在拨打后等待对方接听的时间）都有较强的磁场强度和电磁震荡.与其他几款相比，联想P85无论是在接收信号过程中还是通话过程中，磁场强度相对都比较小，考虑可能是由于手机制式不同引起.但诺基亚E52与联想P85制式一样，在接通过程中磁场状态却不相同，有待进一步研究.

表1 不同型号手机接听、拨打过程电磁辐射

3）手机在不同模式下接听

图5为诺基亚C5-03手机采用不同模式接听电话的过程中，手机周围的磁场强度及变化规律.图5（a）为响铃模式，从图中可以看到，在手机接收到来电信号的瞬间，手机周围的磁场强度会有一个突然增强；响铃过程中的磁场强度相对铃声响起瞬间而言大幅度减小并趋于平稳；在通话过程中持续有较强的震荡型电磁辐射.图5（b）为静音模式，结果表明，在手机接收到来电信号的瞬间，手机周围的磁场强度会有一个突然增强；响铃过程中的磁场强度持续处于高位；在通话过程中持续有较强的震荡型电磁辐射.图5（c）为振动模式，在手机接收到来电信号的瞬间，手机周围的磁场会有一个突然增强；响铃过程中磁场强度处于高位不稳定状态；在通话过程中持续有较强的震荡型电磁辐射.对比以上三种不同情况，发现此款手机在响铃模式下的磁场变化相对是最稳定的.

图5 同款手机不同接听模式下

在此基础上，我们也研究了诺基亚N81在上述不同模式下接听电话的情况，结果如表2所示，响铃模式下的磁场变化相对是最稳定的，其变化规律与诺基亚C5-03相似.因此建议大家在使用手机时，还是尽量使用响铃模式.

表2 诺基亚N81在不同接听模式下手机周围磁场

4）其他情况

图6（a），（b），（c）分别为手机开机过程、关机状态下有电话打入、使用耳机接听电话等几种特殊情况下的磁场状态.图6（a）为手机开机过程中，手机周围的磁场及变化.发现在手机搜索服务器信号时，手机周围的磁场大小从0.2×10Gs达到了0.9×10Gs.图6（b）为手机在关机状态及关机状态下有电话打入时，手机周围的磁场及变化规律.发现手机关机后，手机周围依然存在0.2×10Gs左右的磁场，与手机开机待机时的磁场状态基本一致；在来信号的过程中，手机周围磁场没有明显感应.图6（c）为正常响铃模式下，利用耳机接听过程中，耳机周围的磁场状态.在整个通话过程中耳机周围的磁场大小基本稳定，没有大幅度变化.由此推断使用耳机接听电话比直接接听所受到的电磁辐射将小得多.

图6 几种特殊情况下的手机磁场状态

4 结论

由于条件有限，我们只是测定了有限几款手机各个不同状态下的磁场及变化规律，但实验结果与目前已有的一些说法和数据吻合较好［3，4］，具有较强的代表性和参考价值，并且使我们对手机的电磁辐射存在形成一个直观、清醒的认识.1979年美国能源部颁布国际安全标准，人体全身受磁8小时，不得超过100Gs.本文测量获得的几款手机周围的磁场强度大致分布在10～60Gs范围内，在不超过时间限度的条件下上基本还是安全的.然而，手机周围磁场的存在是客观的，为了尽量降低手机周围磁场及电磁辐射对人体健康的影响，应采取一些有效措施：

1）接通瞬间将手机远离头部.手机信号刚接通时，信号传输系统还不稳定，处在最大功率，也是辐射最强的时候.其后，手机辐射会迅速降低，并保持在一个稳定状态，所以在接通瞬间将手机远离头部是正确的.

2）选购手机时考虑其辐射参数.经过对比，不同制式的手机其周围磁场不尽相同，因此选购手机时除了考虑功能和款式之外，应该将手机辐射参数考虑在内.

3）尽量少打电话.用手机打出电话和接入电话，所释放的磁场总能量是不同的.向外打出电话整个过程中磁场强度均处于高位.整体而言，打出电话的辐射强度将超过接进电话的辐射强度.

4）长话短说.长期使用手机是否会对人体产生伤害目前虽无定论，但实验结果表明手机周围存在较大强度的磁场是肯定的.因此，尽量缩短通话时间，打电话做到长话短说，一定是没有错的.

致谢：

特别感谢北京工业大学物理实验中心张兵老师在实验过程中对我们的支持和帮助！

［1］黄晓敏，蔡思或，陆晓纯等.手机及常用电器辐射的测量和防护［J］.上海工程技术大学学报，2010，24（3），228～231

［2］罗宇飞.手机电磁辐射对人体影响的分析计算［J］.科技创新导报，2011，（12）：91

［3］李金.手机电磁辐射的影响及防护［J］.能源与节能，2011，（1）（总第64期）：84～85

［4］李安民.认识磁场／减少辐射影响.科技日报，2009，12