環境物理學

環境物理學(environmental physics)，研究物理環境同人類相互作用的科學。世紀初，人們開始研究聲、光、熱等

對人類生活和工作的影響，並逐漸形成了在建築物內部為人類創造適宜的物理環境的科學——建築物理學。50年代后，物理性污染日益嚴重，對人類造成越來越嚴重的危害，促使物理學的分支學科，如聲學、熱學、光學、電磁學、力學等，開展對物理環境的研究，逐漸形成邊緣學科——環境物理學。各種物質都在不停地運動著，運動的形式有機械運動、分子熱運動、電磁運動等。物質的運動都表現為能量的交換和轉化。這種物質能量的交換和轉化，構成了物理環境。人類生存於它所適應的物理環境，也影響著這種物理環境。研究物理環境同人類的相互作用的科學，稱為環境物理學。它是環境科學的一個分支。

環境物理學就其自身的學科體系而言，還沒有完全定型。它主要研究聲、光、熱、加速度、振動、電磁場和射線對人類的影響及其評價，以及消除這些影響的技術途徑和控制措施。目的是為人類創造一個適宜的物理環境。引起物理性污染的聲、光、熱、電磁場在環境中是永遠存在的，它們本身一般對人無害，只是在環境中的量過高或過低時，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轉后，污染也就立即消失。環境物理學根據研究的對象可分為：①環境聲學。研究聲環境及其同人類活動的相互作用。主要研究聲音的產生、傳播和接收，以及聲音對人體產生的生理、心理效應；研究改善和控制聲環境質量的技術和管理措施。②環境光學。研究人的光環境。主要內容包括天然光環境和人工光環境，光環境對人的生理和心理的影響，光污染的危害和防治等。③環境熱學。研究人的熱環境。研究內容包括熱環境及其對人體的影響，以及人類活動對熱環境的影響。④環境電磁學。主要研究電磁污染的產生及其對人類生活環境的影響。⑤環境空氣動力學。主要研究近地面大氣中風的各種空氣動力學特徵以及各類物質在其中的遷移擴散規律。

物理性污染同化學性污染和生物性污染是不同的。化學性污染和生物性污染是環境中有了有害的物質和生物，或者是環境中的某些物質超過正常含量。而引起物理性污染的聲、光、熱、電磁場等在環境中是永遠存在的，它們本身對人無害，只是在環境中的量過高或過低時，才造成污染或異常。例如，聲音對人是必需的，但是聲音過強，又會妨礙或危害人的正常活動。反之，環境中長久沒有任何聲音，人就會感到恐怖，甚至會瘋狂。物理性污染同化學性污染和生物性污染相比，不同之處還表現在以下兩個方面：一是物理性污染是局部性的，區域性或全球性污染現象比較少見；二是物理性污染在環境中不會有殘餘物質存在，在污染源停止運轉后，污染也就立即消失。

物理環境和物理性污染的特徵決定了環境物理學的研究特點，主要是：①物理環境的聲、光、熱、電等要素都是人類所必需的，這決定了環境物理學的研究同環境科學的其他分支學科不同，它不僅研究消除污染，而且研究適宜於人類生活和工作的聲、光、熱、電等物理條件；②物理性污染程度是由聲、光、熱、電等在環境中的量決定的，這就使環境物理學的研究同其他物理學科一樣，注重物理現象的定量研究。

環境物理學根據研究的對象可分為環境聲學、環境光學、環境熱學、環境電磁學和環境空氣動力學等分支學科。但總的說來，因為環境物理學是正在形成中的學科，它的各個分支學科中只有環境聲學比較成熟。

環境聲學 它的任務是為改善人類的聲環境，研究人所需要的聲音和人所不需要的聲音──雜訊，尤其是研究雜訊的產生、傳播、評價和控制，以及對人類的生活和工作產生的影響和危害等。

聲音是由固體振動、液體或氣體的不穩定流動以及與固體相互作用形成的，因此有關振動的產生、傳播、測試、評價以及採取隔振、防振等措施以消除其危害，也是環境聲學的研究內容。

環境光學 人對光的適應能力較強。人眼的瞳孔可隨環境的明暗進行調節。如日光和月光的強度相差約10000倍，人都能適應。但是如果長期在弱光下看東西，目力就會受到損傷。相反，在強光下則會產生瞬時後果，甚至對眼睛造成永久性的傷害。視覺是人的重要功能，研究適宜於人的光及其變動範圍，控制和改善人類需要的光環境，消除光污染的危害和影響，是環境光學的任務。

環境熱學 人類的生活和生產活動，不僅需要太陽輻射到地球的熱能，而且需要各種燃料產生的熱能。燃料的大量消費，干擾了地球環境的熱平衡，使環境遭受熱污染。燃料燃燒排出大量的二氧化碳，對環境產生溫室效應；城市人口密集，燃料消費量大，使城市出現熱島效應等。這些都是熱污染的表現。熱污染對自然環境造成的破壞，會對人類和生物產生長遠的影響。

人是溫血動物，適合於人類生活的溫度範圍是很窄的，人類主要依靠穿衣服、營居室來獲得生存所需要的熱環境。研究適宜於人類的熱環境，揭示熱環境和人類活動的相互作用，控制熱污染，為人類創造舒適的熱環境，是環境熱學的研究內容。

環境電磁學 人類生活在電磁場中，關於電磁場對人體的影響，定量性的研究成果還比較少。光波也是一種電磁波，環境電磁學的研究對象是波長比光波更長的電磁波，研究內容是電磁波對環境的污染及其所造成的危害。

環境空氣動力學 主要研究戶外大尺度的空氣運動。地球的旋轉作用和重力作用，大氣密度和溫度的分層結構，大氣中的相變等對大氣運動的影響。在一般空氣動力學中，這些雖然不很重要，而在環境空氣動力學中，則是重要的研究內容。

地球大氣的自然運動以及由此而產生的風、雲、雨、霧等現象是大氣物理學的主要課題。環境污染（如煙霧污染、溫室效應、熱島效應）對大氣運動的影響日益嚴重地干擾氣象的變化，大氣中或者水中的污染物質在風、日光、重力和環流的作用下擴散或下沉，這些都是環境空氣動力學的研究內容。環境空氣動力學還把大氣運動對人類的影響，以及對鳥類、昆蟲的飛行等影響作為研究內容。

環境物理學的研究領域是相當廣闊的。如物質在作機械運動時，勻速運動對人體沒有影響，而有加速度的運動則有影響。當人體受到的加速度可與重力加速度相比的情況下，人就會感到不舒適。人對加速度能容忍的變化範圍還是比較大的，如人體直立，橫向運動的加速度達50g也不會受到傷害。人體作機械運動或者人體處在機械振動環境中所產生的物理效應和生理效應，也是環境物理學有待深入研究的內容。環境物理學將在對物理環境和物理性污染全面、深入研究的基礎上，發展自身的理論和技術，形成一個完整的學科體系。

物理性污染雖然能夠利用技術手段進行控制，但是，採取各種控制技術要涉及經濟、管理和立法等問題，所以要對防治技術進行綜合研究，獲得最佳方案。

[1]大唐資料庫 http://info.datang.net/H/H1531.htm