Электромагнитные поля и электромагнитные излучения реферат

Обновлено: 05.07.2024

Непрерывный индустриальный прогресс и стремительное развитие
науки в современную эпоху ведут к широкому использованию
различных домашних электроприборов и электронного оборудования.
Это создаёт людям огромные удобства в работе, учёбе и повседневной
жизни, и, одновременно, наносит скрытый вред их здоровью.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………3
2. Электромагнитное поле и его характеристики………………………..4
3. Источники электромагнитного излучения…………………………….6
4. Проявления вредоносного воздействия электромагнитного
излучения………………………………………………………………..8
5. Клинические проявления воздействия ЭМП…………………………9
6. Биологическое действие электромагнитных полей……………. 10
7. Влияние на иммунную систему………………………………………11
8. Влияние на нервную систему…………………………………………12
9. Влияние на половую функцию………………………………………..13
10. Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную
реакцию…………………………………………………………………14
11. Влияние электромагнитных лучей, исходящих от
сотовых телефонов, на организм человека………………………….15
12. Влияние современных электронных устройств……………………..16
13. Заключение…………………………………………………….………18
14. Список литературы……………………………………………………20

Прикрепленные файлы: 1 файл

Влияние электромагнитных излучений на здоровье человека.docx

Министерство образования РФ

Воронежский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра пожарной и промышленной безопасности

Введение………………………………………………………… ………3
Электромагнитное поле и его характеристики………………………..4
Источники электромагнитного излучения…………………………….6
Проявления вредоносного воздействия электромагнитного

Клинические проявления воздействия ЭМП…………………………9
Биологическое действие электромагнитных полей……………. 10
Влияние на иммунную систему………………………………………11
Влияние на нервную систему…………………………………………12
Влияние на половую функцию………………………………………..13
Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную

сотовых телефонов, на организм человека………………………….15

Влияние современных электронных устройств……………………..16
Заключение…………………………………………………… .………18
Список литературы…………………………………………………… 20

Наукой доказано, что вся бытовая электроника в процессе применения
в разной степени генерирует электромагнитные волны разной частоты. Электромагнитные волны не имеют цвета, запаха, невидимы, неосязаемы, но при этом обладают большой проникающей силой, так, что человек беззащитен перед ними. Они уже стали новым источником загрязнения окружающей среды, исподволь подтачивая человеческий организм, отрицательно воздействуют на здоровье человека, вызывая различные заболевания.

Электронное излучение уже стало новым экологическим бедствием общемирового масштаба.

Электромагнитное поле и его характеристики

Рис.1 Диапазон ЭМВ

Электромагнитное поле (ЭМП) - физическое поле движущихся электрических зарядов, в котором осуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП - электрическое и магнитное поля. Поскольку изменяющиеся электрическое и магнитное поля порождают в соседних точках пространства соответственно магнитное и электрическое поля, эти оба связанных между собой поля распространяются в виде единого ЭМП.

ЭМП характеризуются частотой колебаний f (или периодом Т = 1/f), амплитудой Е (или Н) и фазой , определяющей состоянии волнового процесса в каждый момент времени. Частоту колебаний выражают в герцах (Гц), килогерцах (1 кГц = 103 Гц), мегагерцах (1 МГц = 106 Гц) и гигагерцах (1х 109 Гц). Фазу выражают в градусах или относительных единицах, кратных . Колебания электрического (Е) и магнитного (Н) полей, составляющих единое ЭМП, распространяются в виде электромагнитных волн, основными параметрами которых являются длина волны ( ), частота (f) и скорость распространения . Формирование волн происходит в волновой зоне на расстоянии больше от источника. В этой зоне волны изменяются в фазе. На меньших расстояниях - в зоне индукции - Е - волны изменяются не в фазе и быстро убывают с удалением от источника. В зоне индукции энергия попеременно переходит то в электрическое, то в магнитное поле. Раздельно оценивают Е и Н. В волновой зоне излучение оценивается в величинах плотности потока мощности - ваттах на квадратный сантиметр.

В электромагнитном спектре ЭМП занимают диапазон радиочастот (частота от 3х104 до 3х1012 Гц) и подразделяются на несколько видов (рис.1). В экстремальных условиях, в частности, в условиях космического полета источником ЭМП различных характеристик становится радио- и телевизионная аппаратура. В основе биологического действия ЭМП на живой организм лежит поглощение энергии тканями. Его величина определяется свойствами облучаемой ткани или ее биофизическими параметрами - диэлектрической постоянной ( ) и проводимостью. Ткани организма в связи с большим содержанием в них воды следует рассматривать как диэлектрики с потерями. Глубина проникновения ЭМП в ткани тем больше, чем меньше поглощение. При общем облучении тела энергия проникает на глубину 0,001 длины волны. В зависимости от интенсивности воздействия и экспозиции, длины волны и исходного функционального состояния организма ЭМП вызывают в изучаемых тканях изменения с повышением или без повышения их температуры.

Источники электромагнитного излучения

Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (СанПин 2.6.1.2523-09 (НРБ 99/2009) регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.

Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры.

Телефоны и микроволновые печи действуют в основном непродолжительное время (в среднем от 1 до 7 минут), телевизоры не наносят существенного вреда, т.к. обычно располагаются на расстоянии от зрителей. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин:

компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок)
пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии
очень длительное время воздействия

Диапазон частот электромагнитных волн, фиксируемых в настоящее время, простирается от 0 до 3*1022 Гц. Этот диапазон соответствует спектру электромагнитных волн с длиной волны, изменяющейся от 10-14 м до бесконечности. По длине волны спектр электромагнитных волн условно делят на восемь диапазонов. Отличие частот, излучаемых в различных диапазонах, связано с различием микроскопических источников излучения. Основными источниками электромагнитного излучения в современной жизни человека являются:

электротранспорт – трамваи, троллейбусы, электропоезда.
линии электропередач – городское освещение, высоковольтные линии.
бытовые электроприборы.
теле- и радиостанции – транслирующие антенны.
спутниковая и сотовая связь – транслирующие антенны.
радары.
персональные компьютеры.

Каждый из перечисленных источников создает электрические и магнитные поля в различном диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. При этом создаются такие значения магнитной индукции В, мкТл и напряженности электрического поля Е, В/м, которые в некоторых случаях намного превышают предельно допустимые нормы (ПДН).

Проявления вредоносного воздействия электромагнитного излучения

К настоящему времени в мире прошло четыре Международных Конгресса по вопросам действия малых и сверхмалых излучений на здоровье человека. Вопрос признан настолько актуальным, что проблема “электронного смога” поставлена Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) на первое место по опасности воздействия на здоровье человека. ВОЗ считает “существующий уровень современного электромагнитного излучения и его воздействие на население более опасным, чем действие остаточного ядерного ионизирующего излучения”.

Международная комиссия по защите от неионизирующих излучений стран Европейского союза рекомендует правительствам всех государств принять самые эффективные профилактические и технические средства и меры защиты населения от действий “электромагнитного смога”. В специальной литературе, опубликованной в нашей стране и за рубежом, указываются следующие проявления вредоносного воздействия электромагнитного излучения на организм человека:
• генная мутация, за счёт которой возрастает вероятность возникновения онкологических заболеваний;
• нарушения нормальной электрофизиологии человеческого организма, что вызывает головные боли, бессонницу, тахикардию;
• повреждения глаз, вызывающие различные офтальмологические заболевания, в тяжёлых случаях – вплоть до полной потери зрения;
• видоизменение сигналов, подаваемых гормонами околощитовидных желёз на мембранах клеток, торможение роста костного материала у детей;
• нарушение трансмембранного потока ионов кальция, что препятствует нормальному развитию организма у детей и подростков;
• накопительный эффект, который возникает при многократном вредоносном воздействии излучения, в конечном счёте приводит к необратимым негативным изменениям.

Клинические проявления воздействия ЭМП

Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМ-излучения на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся прежде всего в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся в зоне ЭМ-излучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна, нетерпеливость, через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость.

Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций.

Нарушения со стороны сердечнососудистой системы проявляются, как правило, нейроциркуляторной дистонией: лабильность пульса и артериального давления, наклонность к гипотонии, боли в области сердца и др.

Отмечаются также фазовые изменения состава периферической крови (лабильность показателей) с последующим развитием умеренной лейкопении, нейропении, эритроцитопении. Изменения костного мозга носят характер реактивного компенсаторного напряжения регенерации. Обычно эти изменения возникают у лиц по роду своей работы постоянно находившихся под действием ЭМ-излучения с достаточно большой интенсивностью. Учитывая важную роль коры больших полушарий и гипоталамуса в осуществлении психических функций человека, можно ожидать, что длительное повторное воздействие предельно допустимых ЭМ-излучения (особенно в дециметровом диапазоне волн) может повести к психическим расстройствам.

Биологическое действие электромагнитных полей

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм.

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

Влияние на иммунную систему
В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения.

Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса — течение инфекционного процесса отягощается. Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных тканевых антигенов. В соответствии с этой концепцией, основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования антител к тканям плода и стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки.

В результате многолетних научных исследований выяснилось, что электромагнитные поля в городах и поселках ( особенно высоковольтные линия электропередач ) представляют огромную опасность для здоровья, поскольку при длительном воздействии на человека они способам вызвать рак, лейкемию, опухоли мозга, рассеянный склероз и другие тяжелые заболевания.

Вложенные файлы: 1 файл

Эпидемиология реферат.doc

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский государственный гуманитарный

университет имени М.А.Шолохова

Факультет экологии и естественных наук

Кафедра экологии и природопользования

Проверила: Ефимкина Ю.С.

Выполнила: Григорьева К.Ю.

Электромагнитные поля и излучения

Повышенное внимание к проблеме электромагнитного загрязнения окружающей среды вызвало его масштабностью: энерговооруженность возросла в тысячи раз. Известно, что организм человека и всех других животных существует функционирует на основе действия очень слабых биоэлектрических токов и потенциалов ( милливольты и микроамперы) и биомагнитных полей ( нано — и пикотесла ), то есть естественные ЭМП являются синхронизаторами биологических ритмов.

Виды электромагнитных излучений

К неионизирующим электромагнитным излучениям и полям (НЭМИП) принято относить электромагнитные излучения оптического и радиочастотного диапазона, а также условно-статические электрические и постоянные магнитные поля, излучениями не являющиеся.

К данной группе факторов воздействия на организм относят:

а) неионизирующие электромагнитные излучения и поля естественного происхождения;

б) статические электрические поля;

в) постоянные магнитные поля;

г) электромагнитные излучения и поля промышленной частоты и радиочастотного диапазона;

д) лазерное излучение.

При этом следует отметить, что излучения и поля естественного происхождения воздействуют на население в целом, а последние четыре позиции имеют наибольшее значение в плане воздействия на человека в условиях производства, т.е. выступают в качестве фактора профессиональной вредности.

Электромагнитные излучения и поля естественного происхождения

Неионизирующие электромагнитные излучения и поля естественного происхождения стали изучаться сравнительно недавно, тем не менее в последние десятилетия была убедительно доказана важная их роль в становлении жизни на Земле, ее последующем развитии и регуляции.

Интерес к данной проблеме возник еще в первой половине столетия после появления трудов ряда отечественных ученых (А.Л. Чижевский, В.И. Вернадский). Начиная со второй половины столетия, поток информации по данному вопросу существенно увеличился. В спектре естественных электромагнитных полей условно можно выделить несколько составляющих — постоянное магнитное поле Земли или геомагнитное поле (ГМП), электростатическое поле и переменные электромагнитные поля диапазона частот от 10-3 до 1012 Гц.

Величина постоянного ГМП может изменяться на поверхности нашей планеты в широких пределах от 26 мкТл (в районе Рио-де-Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов), достигая максимума в районах магнитных аномалий (Курская аномалия — до 190 мкТл). На основное магнитное поле Земли наложено переменное магнитное поле, порожденное главным образом токами, текущими в ионосфере и магнитосфере. Величина последних не превышает 4—5% основного ГМП. ГМП претерпевает вариации с длительными (вековыми и десятними) и коротко периодичными — суточными вариациями. Изменения геомагнитного поля с периодами от долей секунд до нескольких минут называют геомагнитными пульсациями. Их принято разделять на регулярные, устойчивые, непрерывные (Рс) и иррегулярные, шумоподобные, импульсные (Рi). Первые наблюдаются преимущественно в утренние и дневные часы, а вторые — в вечерние и ночные.

Все виды иррегулярных пульсаций являются элементами геомагнитных возмущений и тесно связаны с ними, в то время как Рс пульсации наблюдаются и в очень спокойных условиях. Несмотря на малые значения амплитуд пульсаций, они, по мнению ряда исследователей, обладают выраженной биологической активностью.

В спектр солнечного и галактического излучения, достигающего Земли, входят ЭМИ всего радиочастотного диапазона, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, видимый свет, а также ионизирующее излучение.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля.

ЭМП промышленной частоты относятся линии электропередач (ЛЭП) напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являются источниками электриче-ских и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц). Длительное действие таких полей приво-дит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражитель-ность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной часто-ты характерны нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания чело-века в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряже-нием выше 400 кВ.

– внутри жилых зданий 0,5 кВ/м;

– на территории жилой застройки 1 кВ/м;

– в населенной местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), а также на террито-рии огородов и садов 5 кВ/м;

– на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами I–IV катего-рии 10 кВ/м;

– в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и частично посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) 15 кВ/м;

– в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных ма-шин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения 20 кВ/м.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) –статического электричества – на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т. д.

Нормирование уровней напряженности ЭСП осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.045–84 в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельно допу-стимый уровень напряженности ЭСП Епред равен 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. В диапазоне напряженности 20. 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (ч)

tдоп = Е2 пред / Е2факт,

где Ефакт–фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Допустимые уровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала под-станций и ВЛ постоянного тока ультравысокого напряжения установлены СН № 6032–91.

Я считаю, эту тему более актуальной в наше время, ведь до сих пор среди ученых ведутся споры о вреде электромагнитного излучения. Одни говорят, что это опасно, другие, – наоборот, не видят никакого вреда. Хотелось бы внести ясность. Так как сейчас почти все человечество пользуется компьютерами, сотовыми телефонами. Зная что они являются наиболее распространенными источниками электромагнитных излучений. Хотелось бы так же узнать, какой же действительно они приносят вред человечеству.

Электромагнитное излучение
Характеристики электромагнитного излучения
Радиоволны:
Микроволновое излучение
Инфракрасное излучение (тепловое)
Видимое излучение (оптическое)
Ультрафиолетовое излучение
Жёсткое излучение
История исследований
Электромагнитная безопасность:
Влияние на живые существа
Оптический диапазон
Радиоволны

Файлы: 1 файл

реферат Электромагнитное излучение,.docx

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А. И. ГЕРЦЕНА

студентка 1 курса

Сулла Екатерина Сергеевна

Королькова Светлана Витальевна

Тело человека имеет свое электромагнитное поле как любой организм на земле, благодаря которому все клетки организма гармонично работают. Электромагнитные излучения человека еще называют биополем (видимая его часть – аура). Не забывайте, что это поле является основной защитной оболочкой нашего организма от любого негативного влияния. Разрушая ее, органы и системы нашего организма становятся легкой добычей для любых болезнетворных факторов.

Если на наше электромагнитное поле начинают действовать другие источники излучения, гораздо более мощные, чем излучение нашего тела, то в организме начинается хаос. Это и приводит к кардинальному ухудшению здоровья.

И такими источниками могут быть не только бытовые приборы, мобильные телефоны и транспорт. Значительное влияние на нас оказывают большое скопление людей, настроение человека и его отношение к нам, геопатогенные зоны на планете, магнитные бури и т. д.

Радиоволны; микроволновое излучение; инфракрасное излучение (тепловое); видимое излучение (оптическое); ультрафиолетовое излучение; жёсткое излучение; рентгеновские лучи; гамма излучение.

Электромагнитное излучение
Характеристики электромагнитного излучения
Радиоволны:

Микроволновое излучение

Инфракрасное излучение (тепловое)
Видимое излучение (оптическое)
Ультрафиолетовое излучение
Жёсткое излучение
1. История исследований
2. Электромагнитная безопасность:
Влияние на живые существа
Оптический диапазон
Радиоволны

1. Электромагни́тное излуче́ние

Электромагнитные волны — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического имагнитного полей).

Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

К электромагнитному излучению относятся радиоволны (начиная со сверхдлинных), инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское и жесткое (гамма-)излучение.

Электромагнитное излучение способно распространяться в вакууме (пространстве, свободном от вещества), но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение).

2. Характеристики электромагнитно го излучения

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.

Длина волны прямо связана с частотой через (групповую) скорость распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света.

Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения в целом занимается э лектродинамика, хотя свойствами излучения отдельных областей спектра занимаются определенные более специализированные разделы физики (отчасти так сложилось исторически, отчасти обусловлено существенной конкретной спецификой, особенно в отношении взаимодействия излучения разных диапазонов с веществом, отчасти также спецификой прикладных задач). К таким более специализированным разделам относятся оптика (и ее разделы) и радиофизика. Жестким электромагнитным излучением коротковолнового конца спектра занимается физика высоких энергий; в соответствии с современными представлениями (Стандартная модель) при высоких энергиях электродинамика перестает быть самостоятельной, объединяясь в одной теории со слабыми взаимодействиями, а затем — при еще более высоких энергиях — как ожидается — со всеми остальными калибровочными полями.

Существуют различающиеся в деталях и степени общности теории, позволяющие смоделировать и исследовать свойства и проявления электромагнитного излучения. Наиболее фундаментальной[3] из завершенных и проверенных теорий такого рода является квантовая электродинамика, из которой путём тех или иных упрощений можно в принципе получить все перечисленные ниже теории, имеющие широкое применение в своих областях. Для описания относительно низкочастотного электромагнитного излучения в макроскопической области используют, как правило, классическую электродинамику, основанную на уравнениях Максвелла, причём существуют упрощения в прикладных применениях. Для оптического излучения (вплоть до рентгеновского диапазона) применяют оптику (в частности, волновую оптику, когда размеры некоторых частей оптической системы близки к длинам волн; квантовую оптику, когда существенны процессы поглощения, излучения и рассеяния фотонов; геометричес кую оптику — предельный случай волновой оптики, когда длиной волны излучения можно пренебречь).Гамма-излучение ча ще всего является предметом ядерной физики, с других — медицинских и биологических — позиций изучается воздействие электромагнитного излучения в радиологии. Существует также ряд областей — фундаментальных и прикладных — таких, как астрофизика, фотохимия, биология фотосинтеза и зрительного восприятия, ряд областей спектрального анализа, для которых электромагнитное излучение (чаще всего — определенного диапазона) и его взаимодействие с веществом играют ключевую роль. Все эти области граничат и даже пересекаются с описанными выше разделами физики.

Некоторые особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и понятий электродинамики:

наличие трёх взаимно перпендикулярных (в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H.
электромагнитные волны — это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно нап равлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том числе и через вакуум.

3. Радиоволны

Из-за больших значений λ распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического стро ения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения, хотя их всё же приходится учитывать, в частности, при описании квантовых генераторов и усилителей сантиметрового и миллиметрового диапазонов, а также молекулярных стандартов частоты и времени, при охлаждении аппаратуры до температур в несколько кельвинов.

Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн.

Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагн итных волн Шумана.

Микроволновое излучение
Инфракрасное излучение (тепловое)
Видимое излучение (оптическое)

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркал а для фокусирования излучения, призмы,дифракционные решётки, интерференционные при боры для исследования спектрального состава излучения и пр.).

Частоты волн оптической области спектра уже сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины — с молекулярными размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света.

Излучение оптического диапазона возникает, в частности, при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота, на которой находится максимум спектра его излучения (см.: Закон смещения Вина). При определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие.

Оптическое излучение может создаваться и регистрироваться в химических и биологических реакциях. Одна из известнейших химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии. Источником энергии для большинства живых существ на Земле является фотосинтез — биологическая реакция, протекающая в растениях под действием оптического излучения Солнца.
Ультрафиолетовое излучение

В области рентгеновского и гамма-излучения на первый план выступают квантовые свойства излучения.

Рентгеновское излучение возникает при тормож ении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов. Гамма-излучение появляется в результате процессов, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате превращения элементарных частиц.

    Электромагнитное поле, его виды, характеристики и классификация.

1. Основные определения. Виды электромагнитного поля.

• Электромагнитное поле – это особая форма материи, посредством

которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными

• Электрическое поле – создается электрическими зарядами и

заряженными частицами в пространстве. На рисунке представлена картина

силовых линий (воображаемых линий, используемых для наглядного

представления полей) электрического поля для двух покоящихся заряженных

• Магнитное поле – создается при движении электрических зарядов по

проводнику. Картина силовых линий поля для одиночного проводника

 Физической причиной существования электромагнитного поля является то,

что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное

поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле.

Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование

электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся

частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей).

 Однако при ускоренном движении носителей электромагнитное поле

электромагнитной волны , не исчезая с устранением носителя (например,

радиоволны не исчезают при исчезновении тока (перемещения носителей –

 Электрическое поле характеризуется напряженностью электрического

размерность СИ – А/м, вектор). Измерению обычно подвергается модуль

 Электромагнитные волны характеризуются длиной волны (обозначение

электрического поля, H– вектор напряженности магнитного поля.

 При частотах 3 – 300 Гц в качестве характеристики магнитного поля может

классификация электро магнитных полей по степени удаленности от

 По этой классификации электромагнитное поле подразделяется на

индукции ) простирается до расстояния от источника, равного 0- 3l, где l-

длина порождаемой по лем электромагнитной волны. При этом

напряженность поля быстро убывает (пропорционально квадрату или кубу

расстояния до источника). В этой зоне порождаемая электромагнитная волна

Здесь напряженность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до

источника. В этой зоне справедливо экспериментально определенное

соотношение между напряженностями электрического и магнитного полей:

где 377 – константа, волновое сопротивление вакуума, Ом.

Инфранизкие, ИНЧ [0,3..3] Кгц Гектокилометровые [1000..100] км

Гипервысокие, ГВЧ [300..3000] ГГц Децимиллиметровые [1..0,1] мм

 Измеряют обычно только напряженность электрического поля E. При

частотах выше 300 МГц иногда измеряется плотность потока энергии

 В качестве основных источников электромагнитного поля можно

 Провода работающ ей линии электропередач создают в прилегающем пространстве (на

расстояниях порядка десятков метров от провода) электромагнитное поле промышленной

частоты (50 Гц). Причем напряженность поля вблизи линии может изменяться в широких

пределах, в зависимости от ее электрической нагрузки. Стандартами установлены

границы санитарно-защитных зон вблизи ЛЭП (согласно СН 2971-84):

 Системы спутниковой связи состоят из передающей станции на Земле и

спутников – ретрансляторов, находящихся на орбите. Передающие станции

спутниковой связи излучают узконаправленный волновой пучок, плотность

потока энергии в котором достигает сотен Вт/м. Системы спутниковой связи

создают высокие напряженности электромагнитного поля на значительных

расстояниях от антенн. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая

на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км плотность потока энергии

. Рассеяние энергии относительно основного луча очень небольшое

и происходит больше всего в районе непосредственного размещения

 Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно

развивающихся телекоммуникационных систем. Основными элементами

системы сотовой связи являются базовые станции и мобильные

радиотелефонные аппараты. Базовые станции поддерживают радиосвязь с

мобильными аппаратами, вследствие чего они являются источниками

электромагнитного поля. В работе системы применяется принцип деления территории

таблице представлены основные характеристики действующих в России систем сотовой

 Интенсивность излучения базовой станции определяется нагрузкой, то

есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания

конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телеф оном для

разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток,

места расположения станции, дня недели и других факторов. В ночные часы

загрузка станций практически равна нулю. Интенсивность же излучения

мобильных аппаратов зависит в значительной степени от состояния канала

от базовой станции, тем выше интенсивность излучения аппарата).

 Электротранспорт (троллейбусы, трамваи, поезда метрополитена и т.п.) является

мощным источником электромагнитного поля в диапазоне частот [0..1000] Гц. При этом в

роли главного излучателя в подавляющем большинстве случаев выступает тяговый

электродвигатель (для троллейбусов и трамваев воздушные токоприёмники по

напряженности излучаемого электрического поля соперничают с электродвигателем). В

таблице приведены данные по измеренной величине магнитной индукции для некоторых

Читайте также: