Amit a fizikában elektromágneses hullámnak neveznek. lecke összefoglalója "Elektromágneses hullám"

), az elektromágneses teret leíró elméletileg kimutatta, hogy az elektromágneses tér vákuumban létezhet források – töltések és áramok – hiányában. A források nélküli mező véges sebességgel terjedő hullámok alakja, amely vákuumban egyenlő a fénysebességgel: Val vel= 299792458±1,2 m/s. Az elektromágneses hullámok vákuumban terjedési sebességének egybeesése a korábban mért fénysebességgel lehetővé tette Maxwellnek, hogy arra a következtetésre jutott, hogy a fény elektromágneses hullám. Hasonló következtetés képezte később a fény elektromágneses elméletének alapját.

1888-ban az elektromágneses hullámok elmélete kísérleti megerősítést kapott G. Hertz kísérletei során. Egy nagyfeszültségű forrás és vibrátorok (lásd Hertz vibrátor) segítségével a Hertz finom kísérleteket tudott végrehajtani egy elektromágneses hullám terjedési sebességének és hosszának meghatározására. Kísérletileg igazolták, hogy az elektromágneses hullám terjedési sebessége megegyezik a fény sebességével, ami igazolta a fény elektromágneses természetét.

J. Maxwell 1864-ben megalkotta az elektromágneses tér elméletét, amely szerint az elektromos és mágneses mezők egyetlen egésznek – az elektromágneses mezőnek – egymással összefüggő összetevőiként léteznek. Egy olyan térben, ahol váltakozó mágneses tér létezik, váltakozó elektromos mezőt gerjesztenek, és fordítva.

Elektromágneses mező- az egyik anyagtípus, amelyet folyamatos kölcsönös átalakulással összekapcsolt elektromos és mágneses mezők jelenléte jellemez.

Az elektromágneses tér elektromágneses hullámok formájában terjed a térben. Feszültségvektor-ingadozások Eés mágneses indukciós vektor B egymásra merőleges síkban és a hullámterjedés irányára merőlegesen fordulnak elő (sebességvektor).

Ezeket a hullámokat oszcilláló töltött részecskék bocsátják ki, amelyek ugyanakkor gyorsulással mozognak egy vezetőben. Amikor egy töltés mozog egy vezetőben, váltakozó elektromos tér jön létre, amely váltakozó mágneses teret hoz létre, ez pedig a töltéstől nagyobb távolságban váltakozó elektromos tér megjelenését idézi elő, stb.

A térben időben terjedő elektromágneses mezőt nevezzük elektromágneses hullám.

Az elektromágneses hullámok terjedhetnek vákuumban vagy bármilyen más anyagban. Az elektromágneses hullámok vákuumban fénysebességgel terjednek c=3·10 8 m/s. Anyagban az elektromágneses hullám sebessége kisebb, mint a vákuumban. Az elektromágneses hullám energiát ad át.

Az elektromágneses hullám a következő alapvető tulajdonságokkal rendelkezik: egyenes vonalúan terjed, törésre, visszaverődésre képes, benne rejlik a diffrakció, interferencia, polarizáció jelensége. Mindezek a tulajdonságok fényhullámok, amely az elektromágneses sugárzás skáláján a megfelelő hullámhossz-tartományt foglalja el.

Tudjuk, hogy az elektromágneses hullámok hossza nagyon eltérő lehet. A különböző sugárzások hullámhosszát és frekvenciáját jelző elektromágneses hullámok skáláját tekintve 7 tartományt különböztetünk meg: alacsony frekvenciájú sugárzás, rádiósugárzás, infravörös sugarak, látható fény, ultraibolya sugárzás, röntgen- és gamma-sugárzás.

• Alacsony frekvenciájú hullámok . Sugárforrások: nagyfrekvenciás áramok, váltóáramú generátor, elektromos gépek. Fémek olvasztására és edzésére, állandó mágnesek előállítására, valamint az elektromos iparban használják.
• Rádióhullámok rádió- és televízióállomások, mobiltelefonok, radarok stb. antennáiban fordulnak elő. Rádiókommunikációban, televízióban és radarban használják.
• Infravörös hullámok Minden felhevült test sugárzik. Alkalmazás: tűzálló fémek olvasztása, vágása, hegesztése lézerrel, fényképezés ködben és sötétben, fa, gyümölcsök és bogyók szárítása, éjjellátó készülékek.
• Látható sugárzás. Források - Nap, elektromos és fénycső, elektromos ív, lézer. Alkalmazható: világítás, fotóeffektus, holográfia.
• Ultraibolya sugárzás . Források: Nap, űr, gázkisüléses (kvarc) lámpa, lézer. Elpusztíthatja a patogén baktériumokat. Élő szervezetek keményítésére használják.
• Röntgensugárzás .

2. Ismertesse Hertz kísérletét az elektromágneses hullámok detektálására!

3. Magyarázza meg Hertz kísérletének eredményeit Maxwell elméletével! Miért keresztirányú az elektromágneses hullám?

Mivel a mágneses tér indukciós vektorainak irányai és az elektromos térerősség merőlegesek egymásra és a hullám irányára.

4. Miért következik be az elektromágneses hullámok kisugárzása az elektromos töltések felgyorsult mozgásával? Hogyan függ az elektromos térerősség egy kibocsátott elektromágneses hullámban a kibocsátó töltött részecske gyorsulásától?

5. Hogyan függ az elektromágneses tér energiasűrűsége az elektromos térerősségtől?

A technológiai fejlődésnek árnyoldala is van. A különféle elektromos meghajtású berendezések globális használata szennyezést okozott, ami az elektromágneses zaj elnevezést kapta. Ebben a cikkben megvizsgáljuk ennek a jelenségnek a természetét, az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának mértékét és a védelmi intézkedéseket.

Mi ez és a sugárzás forrásai

Az elektromágneses sugárzás olyan elektromágneses hullámok, amelyek mágneses vagy elektromos mező megzavarásakor keletkeznek. A modern fizika ezt a folyamatot a hullám-részecske kettősség elméletének keretein belül értelmezi. Vagyis az elektromágneses sugárzás minimális része kvantum, de ugyanakkor vannak olyan frekvencia-hullám tulajdonságai, amelyek meghatározzák fő jellemzőit.

Az elektromágneses térsugárzás frekvenciájának spektruma lehetővé teszi, hogy a következő típusokba soroljuk:

• rádiófrekvencia (ide tartoznak a rádióhullámok);
• termikus (infravörös);
• optikai (azaz szemmel látható);
• sugárzás az ultraibolya spektrumban és kemény (ionizált).

A spektrális tartomány (elektromágneses sugárzás skála) részletes illusztrációja az alábbi ábrán látható.

A sugárforrások jellege

Eredetüktől függően az elektromágneses hullámok sugárzási forrásait a világgyakorlatban általában két típusba sorolják, nevezetesen:

• az elektromágneses tér mesterséges eredetű zavarai;
• természetes forrásból származó sugárzás.

A Föld körüli mágneses térből kiinduló sugárzások, bolygónk légkörében zajló elektromos folyamatok, a Nap mélyén zajló magfúzió – mindezek természetes eredetűek.

Ami a mesterséges forrásokat illeti, ezek a különféle elektromos mechanizmusok és eszközök működése által okozott mellékhatások.

A belőlük kiáramló sugárzás lehet alacsony és magas szintű. Az elektromágneses térsugárzás intenzitásának mértéke teljes mértékben függ a források teljesítményszintjétől.

Példák a magas szintű EMR-forrásokra:

• Az elektromos vezetékek általában nagyfeszültségűek;
• az elektromos közlekedés minden fajtája, valamint az azt kísérő infrastruktúra;
• televízió- és rádiótornyok, valamint mobil- és mobilkommunikációs állomások;
• az elektromos hálózat feszültségének átalakítására szolgáló berendezések (különösen a transzformátorból vagy elosztó alállomásból származó hullámok);
• felvonók és más típusú emelőberendezések, amelyek elektromechanikus erőművet használnak.

Az alacsony szintű sugárzást kibocsátó tipikus források a következő elektromos berendezések:

• szinte minden CRT-kijelzővel rendelkező eszköz (például: fizetési terminál vagy számítógép);
• különféle típusú háztartási készülékek, a vasalóktól a klímaberendezésekig;
• mérnöki rendszerek, amelyek különféle objektumok áramellátását biztosítják (ez nem csak a tápkábeleket, hanem a kapcsolódó berendezéseket is magában foglalja, például aljzatokat és árammérőket).

Külön érdemes kiemelni az orvostudományban használatos speciális, kemény sugárzást kibocsátó berendezéseket (röntgen, MRI stb.).

Hatás az emberekre

Számos tanulmány során a sugárbiológusok kiábrándító következtetésre jutottak - az elektromágneses hullámok hosszú távú sugárzása betegségek „robbanását” okozhatja, vagyis az emberi szervezetben a kóros folyamatok gyors fejlődését idézi elő. Sőt, sokuk genetikai szintű zavarokat okoz.

Videó: Hogyan hat az elektromágneses sugárzás az emberekre.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az elektromágneses mező magas szintű biológiai aktivitással rendelkezik, ami negatívan befolyásolja az élő szervezeteket. A befolyásoló tényező a következő összetevőktől függ:

• a kibocsátott sugárzás jellege;
• meddig és milyen intenzitással folytatódik.

Az elektromágneses természetű sugárzás emberi egészségre gyakorolt ​​hatása közvetlenül a helytől függ. Lehet helyi vagy általános. Ez utóbbi esetben nagy léptékű expozíció lép fel, például a villamos vezetékek által keltett sugárzás.

Ennek megfelelően a helyi besugárzás a test bizonyos területeinek expozícióját jelenti. Az elektronikus karórákból vagy mobiltelefonokból kiinduló elektromágneses hullámok ékes példái a helyi hatásoknak.

Külön meg kell jegyezni a nagyfrekvenciás elektromágneses sugárzás élőanyagra gyakorolt ​​hőhatását. A térenergia hőenergiává alakul (a molekulák rezgése miatt ez a hatás a különféle anyagok melegítésére használt ipari mikrohullámú sugárzók működésének alapja). A termelési folyamatokban nyújtott előnyeivel ellentétben az emberi szervezetre gyakorolt ​​hőhatások károsak lehetnek. Radiobiológiai szempontból nem ajánlott „meleg” elektromos berendezések közelében tartózkodni.

Figyelembe kell venni, hogy a mindennapi életben rendszeresen ki vagyunk téve sugárzásnak, és ez nem csak a munkahelyen történik, hanem otthon vagy a városban való mozgás során is. Idővel a biológiai hatás felhalmozódik és erősödik. Az elektromágneses zaj növekedésével az agy vagy az idegrendszer jellegzetes betegségeinek száma nő. Megjegyzendő, hogy a sugárbiológia meglehetősen fiatal tudomány, ezért az elektromágneses sugárzás élő szervezetekre gyakorolt ​​káros hatásait nem vizsgálták alaposan.

Az ábra a hagyományos háztartási készülékek által keltett elektromágneses hullámok szintjét mutatja.

Vegye figyelembe, hogy a térerősség szintje jelentősen csökken a távolsággal. Vagyis hatásának csökkentéséhez elegendő egy bizonyos távolságra eltávolodni a forrástól.

Az elektromágneses térsugárzás normájának (szabványosításának) kiszámításának képletét a vonatkozó GOST-ok és SanPiN-ek határozzák meg.

Sugárvédelem

A gyártás során az elnyelő (védő) képernyőket aktívan használják a sugárzás elleni védelemre. Sajnos ilyen berendezéssel otthon nem lehet megvédeni magát az elektromágneses térsugárzástól, mivel azt nem erre tervezték.

• az elektromágneses térsugárzás hatásának közel nullára csökkentése érdekében legalább 25 méter távolságra távolodjon el a villamos vezetékektől, rádió- és televíziótornyoktól (a forrás teljesítményét figyelembe kell venni);
• CRT-monitorok és tévék esetében ez a távolság sokkal kisebb - körülbelül 30 cm;
• Az elektronikus órákat nem szabad a párnához közel helyezni, az optimális távolság 5 cm-nél nagyobb;
• Ami a rádiókat és a mobiltelefonokat illeti, nem ajánlott 2,5 centiméternél közelebb hozni őket.

Vegye figyelembe, hogy sokan tudják, milyen veszélyes a nagyfeszültségű vezetékek mellett állni, de a legtöbben nem tulajdonítanak jelentőséget a hagyományos háztartási elektromos készülékeknek. Bár elég, ha a rendszeregységet a padlóra helyezi, vagy távolabb helyezi, és megvédi magát és szeretteit. Azt tanácsoljuk, hogy ezt tegye meg, majd mérje meg a hátteret a számítógépről egy elektromágneses térsugárzás érzékelővel, hogy egyértelműen ellenőrizze annak csökkenését.

Ez a tanács a hűtőszekrény elhelyezésére is vonatkozik, sokan a konyhaasztal közelében helyezik el, ami praktikus, de nem biztonságos.

Egyetlen táblázat sem tudja megadni az adott elektromos berendezéstől való pontos biztonságos távolságot, mivel a sugárzás a készülék típusától és a gyártás országától függően változhat. Jelenleg nincs egységes nemzetközi szabvány, így a különböző országok szabványai jelentős eltéréseket mutathatnak.

A sugárzás intenzitása egy speciális eszközzel - fluxusmérővel - pontosan meghatározható. Az Oroszországban elfogadott szabványok szerint a megengedett maximális dózis nem haladhatja meg a 0,2 µT-t. Javasoljuk, hogy a lakásban végezzen méréseket a fent említett elektromágneses térsugárzás mértékét mérő készülékkel.

Próbálja csökkenteni a sugárzásnak kitett időt, azaz ne tartózkodjon sokáig működő elektromos készülékek közelében. Például egyáltalán nem szükséges állandóan az elektromos tűzhely vagy a mikrohullámú sütő mellett állni főzés közben. Ami az elektromos berendezéseket illeti, észreveheti, hogy a meleg nem mindig jelent biztonságot.

Mindig kapcsolja ki az elektromos készülékeket, ha nem használja. Az emberek gyakran bekapcsolva hagynak különféle eszközöket, nem veszik figyelembe, hogy ilyenkor elektromágneses sugárzás árad az elektromos berendezésekből. Kapcsolja ki laptopját, nyomtatóját vagy egyéb berendezéseit, ne feledje a biztonságát.