不同品牌智能手機磁場分布的對比研究

李晨浩 張雪麗 王珊 陳余行 尚榮

摘? 要：隨著人民生活水平的不斷提高，人們對于科技產品的追求也在不斷增加，于是市面上出現了各種各樣的智能手機。各種品牌的手機魚龍混雜，有好的也有比較差的，由此我們決定對不同品牌的手機磁場分布進行一番探究。將針對不同品牌的手機，相同位置不同狀態下的磁場進行對比，以此尋找出不同品牌手機之間磁場分布的差異性與共同性。

關鍵詞：磁場分布差異性;不同品牌手機;磁場強度

中圖分類號：TN929.53? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）27-0038-02

Abstract： With the continuous improvement of people's living standards， people's pursuit of scientific and technological products is also increasing， so there are a variety of smart phones on the market. Thus， we decided to explore the distribution of magnetic fields in smartphones of different brands. The magnetic fields in smartphones of different brands in the same location but different states will be compared， so as to find out the differences and similarities of magnetic field distribution among smartphones of different brands.

Keywords： difference of magnetic field distribution; smartphones of different brands; magnetic field intensity

1 概述

科技的進步帶動智能手機的快速發展，科技日新月異，智能手機功能日趨強大，逐漸成為人們生活中必不可少的一部分，其不僅僅從簡單的交流工具（電話、短信等基本功能），而是變成了功能繁多的生活必需品，拍照，攝像，記事提醒，尤其是手機的上網功能，簡直就像開通了一個移動圖書館，各種信息資訊都能實時查詢;還有功能繁多各種手機App，也豐富和影響著人們的衣、食、住、行、育、娛等各個方面：如網上購物，地圖導航，線上網課，視頻游戲等等。手機上網主要有兩種方式：一種是通過 WiFi 連接，這是通過路由器來聯網，由于離得距離近，電磁波影響很小。另一種是通過移動連接后，手機發射出的電磁波和打電話時差不多。

磁場一直隱身于人們的生活之中，時刻影響著我們的生活與身體健康。手機對不同品牌的電子產品的磁場分布與強度研究，可以有助于更好的去選擇有利于我們自身的電子產品，給人們帶更優質的生活[1-4]。于是選取了目前市面上比較典型的兩款智能手機：華為P20和三星S9。針對于這兩款手機的各種狀態下的磁場分布進行進一步的研究與比較。

2 實驗內容與過程

2.1 設備的搭建與調試

利用磁場傳感器，轉動傳感器及齒條附件等設備搭建測量平臺[5]，并對所搭建的平臺進行穩定性檢驗。調試操作流程如下：

（1）搭建好操作平臺，將磁場傳感器與轉動傳感器相連;將磁場傳感器硬件調制到適合放大的倍率。

（2）打開電腦和傳感器的輸入端。

（3）打開電腦上的PASCO軟件，設置觀測位置與磁場的圖表，并修改軟件上的坐標圖的橫坐標為位置（單位毫米），縱坐標為磁場強度（單位高斯）。

（4）在操作平臺的測量區域內放置被測物體。

（5）每次實驗前對磁場傳感器的感應探頭進行清零。

（6）移動被測物體與感應探頭的相對位置進行測量，在PASCO軟件中記錄實驗數據并對數據進行收集和整理。

（7）被測物體可選用固定磁場大小的條形磁鐵，多次測量比較數據曲線，以確定所搭建的平臺穩定性。

2.2 手機磁場分布的測量

選取三星S9和華為P20手機，并對手機的各個方向進行定位（如圖1），分別測量兩款手機在無網絡、飛行模式和WIFI模式三種狀態下的手機四周的磁場分布情況。

平臺滿足穩定要求后，先用零高斯筒對磁場傳感器的探頭進行清零，然后移動磁場傳感器使其探頭沿著手機的各個面的邊緣進行掃描，觀察圖像上磁場分布情況，可以確定曲線峰值處為磁場最大值。將兩款手機分別固定在操作臺（見圖2）上，并保證兩款手機所處狀態一致，分別對兩款手機四周的磁場情況進行多次測量，選取多次測量的磁場最大值取平均作為對比數據。

3 實驗分析與數據分析

通過PASCO儀器測量出了兩款典型智能手機的四周磁場分布情況，實驗數據（如圖3），可以發現兩款手機存在較大的差異性：對于三星S9在WIFI模式下，手機四周的磁場大小的絕對值為：頂部>右側>左側>底部，而其在沒有網絡和飛行模式下則為：右側>頂部>左側>底部;對于磁場的方向在三種模式下，規律都相同，手機右側為負向磁場，其余三個方向均為正向磁場。對于華為P20在三種模式下， 手機四周的磁場大小的絕對值均為：右側>頂部>左側>底部， 對于磁場的方向在飛行模式下為手機左側為正向磁場，其余三個方向均為負向磁場，而在沒有網絡和WIFI模式下規律都相同：手機右側為負向磁場，其余三個方向均為正向磁場。

通過比較發現，三星S9手機四周磁場分布，四個側面上的磁場強度區別明顯，磁場強度大的位置集中在手機頂部與右側，其大小約為手機底部與左側的3-4倍，而手機的底部與左側的磁場大小約為1-2高斯。華為P20手機四周磁場分布，四個側面上的磁場分布相對比較均勻，雖然規律也是磁場強度較大的位置集中在手機頂部與右側，但其大小約為手機底部與左側的1-2倍，手機的底部與左側的磁場大小約為1高斯。

總之，三星S9在WIFI狀態下平均磁場強度最大，而華為P20在飛行模式下平均磁場最大;兩款手機的磁場三種狀態下平均最小值均出現在手機的底部;三星S9在各個狀態下磁場大小均比華為P20大。

4 實驗結論

利用PASCO平臺測量市面上兩種典型手機的磁場分布，通過實驗數據分析，三星S9在不同狀態相同位置下，磁場強度整體高于華為P20。不同品牌手機的最大磁場數值大小不同，手機四周的磁場分布有較大的差異，但是曲線的趨勢大致一樣。磁場分布曲線峰值較大的手機，整體的磁場強度也會相對較大，由此可見不同品牌手機對于自身的磁場整體的強度控制技術是不一樣的。

參考文獻：

[1]梁俊卿，王珊.磁場的生物體效應在白鼠生長實驗中的影響研究[J].科技資訊，2015（13）：222.

[2]吳建琴，勞娜，潘永紅.基于PASCO平臺的中學物理磁學實驗研究[J].物理教學，2015，37（6）：32-34

[3]李爽，劉立英，張硯霖，等.基于PASCO實驗平臺的地球磁場測量[J].大學物理實驗，2012（2）：66-68.

[4]李爽，劉立英，張硯霖，等.手機周圍磁場的測量及研究[J].物理與工程，2012（6）：44-48.

[5]徐貝靈，劉毅，王珊，等.實驗室磁場傳感器感應方向的標定[J].科技資訊，2019（28）：11+13.