În 1860-1865 unul dintre cei mai mari fizicieni ai secolului al XIX-lea James Clerk Maxwell a creat o teorie câmp electromagnetic. Potrivit lui Maxwell, fenomenul inducției electromagnetice este explicat după cum urmează. Dacă la un moment dat în spațiu un câmp magnetic se modifică în timp, atunci a câmp electric. Dacă în câmp există un conductor închis, atunci câmpul electric provoacă un curent indus în el. Din teoria lui Maxwell rezultă că este și posibil proces invers. Dacă într-o anumită regiune a spațiului câmpul electric se modifică în timp, atunci acolo se formează și un câmp magnetic.
Astfel, orice modificare a câmpului magnetic în timp duce la apariția unei modificări câmp electric, iar orice modificare a câmpului electric în timp generează un câmp magnetic în schimbare. Aceste câmpuri electrice și magnetice alternative care se generează reciproc formează un singur câmp electromagnetic.
Proprietățile undelor electromagnetice
Cel mai important rezultat care decurge din teoria câmpului electromagnetic formulată de Maxwell a fost predicția posibilității existenței undelor electromagnetice. Undă electromagnetică- propagarea câmpurilor electromagnetice în spațiu și timp.
Undele electromagnetice, spre deosebire de undele elastice (sunete), se pot propaga în vid sau în orice altă substanță.
Undele electromagnetice în vid se propagă cu viteză c=299 792 km/s, adică cu viteza luminii.
În materie, viteza unei unde electromagnetice este mai mică decât în vid. Relația dintre lungimea de undă, viteza acesteia, perioada și frecvența oscilațiilor obținute pentru undele mecanice este valabilă și pentru undele electromagnetice:
Fluctuațiile vectorului de tensiune Eși vector de inducție magnetică B apar în planuri reciproc perpendiculare și perpendiculare pe direcția de propagare a undei (vector viteză).
O undă electromagnetică transferă energie.
Gama undelor electromagnetice
În jurul nostru este o lume complexă de unde electromagnetice de diferite frecvențe: radiații de la monitoarele computerelor, telefoanele mobile, cuptoare cu microunde, televizoare etc. În prezent, toate undele electromagnetice sunt împărțite după lungimea de undă în șase intervale principale.
Unde radio- acestea sunt unde electromagnetice (cu o lungime de unda de la 10000 m la 0,005 m), folosite pentru a transmite semnale (informatii) pe o distanta fara fire. În comunicațiile radio, undele radio sunt create de curenții de înaltă frecvență care curg într-o antenă.
Radiația electromagnetică cu o lungime de undă de la 0,005 m până la 1 micron, adică situate între domeniul undelor radio și domeniul luminii vizibile sunt numite Radiatii infrarosii. Radiația infraroșie este emisă de orice corp încălzit. Sursele de radiație infraroșie sunt sobele, bateriile și lămpile electrice cu incandescență. Folosind dispozitive speciale, radiațiile infraroșii pot fi convertite în lumină vizibilă, iar imaginile obiectelor încălzite pot fi obținute în întuneric complet.
LA lumina vizibila includ radiații cu o lungime de undă de aproximativ 770 nm până la 380 nm, de la roșu la violet. Semnificația acestei părți a spectrului radiațiilor electromagnetice în viața umană este extrem de mare, deoarece o persoană primește aproape toate informațiile despre lumea din jurul său prin viziune.
Se numește radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai scurtă decât violetul, invizibilă pentru ochi radiații ultraviolete. Poate ucide bacteriile patogene.
radiații cu raze X invizibil pentru ochi. Trece fără absorbție semnificativă prin straturi semnificative ale unei substanțe opace la lumina vizibilă, care este utilizată pentru a diagnostica boli ale organelor interne.
Radiația gamma numită radiație electromagnetică emisă de nucleele excitate și care provine din interacțiunea particulelor elementare.
Principiul comunicației radio
Un circuit oscilator este folosit ca sursă de unde electromagnetice. Pentru o radiație eficientă, circuitul este „deschis”, adică. creați condiții pentru ca câmpul să „meargă” în spațiu. Acest dispozitiv se numește circuit oscilant deschis - antenă.
Comunicare radio este transmisia de informații folosind unde electromagnetice, ale căror frecvențe sunt în intervalul de la până la Hz.
Radar (radar)
Un dispozitiv care transmite unde ultrascurte și le primește imediat. Radiația se efectuează în impulsuri scurte. Impulsurile sunt reflectate de obiecte, permițând, după recepționarea și procesarea semnalului, stabilirea distanței până la obiect.
Radarul de viteză funcționează pe un principiu similar. Gândiți-vă la modul în care radarul detectează viteza unei mașini în mișcare.
Progresul științific și tehnologic este însoțit de o creștere bruscă a puterii câmpurilor electromagnetice (EMF) create de om, care în unele cazuri sunt de sute și mii de ori mai mari decât nivelul câmpurilor naturale.
Spectrul oscilațiilor electromagnetice include unde de lungime de la 1000 km la 0,001 µm și după frecvență f de la 3×10 2 la 3×10 20 Hz. Câmpul electromagnetic este caracterizat de un set de vectori de componente electrice și magnetice. Diferite game de unde electromagnetice au o natură fizică comună, dar diferă în ceea ce privește energia, natura propagării, absorbția, reflexia și efectul asupra mediului și asupra oamenilor. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât cuantul transportă mai multă energie.
Principalele caracteristici ale EMF sunt:
Intensitatea câmpului electric E, V/m.
Intensitatea câmpului magnetic N, A/m.
Densitatea fluxului de energie transportată de undele electromagnetice eu, W/m2.
Legătura dintre ele este determinată de dependența:
Conexiune energetică eu si frecvente f vibrațiile sunt definite ca:
Unde: f = s/l, a c = 3 × 10 8 m/s (viteza de propagare a undelor electromagnetice), h= 6,6 × 10 34 W/cm 2 (constanta lui Planck).
In spatiu. Există 3 zone în jurul sursei EMF (Fig. 9):
A) Zona aproape(inducție), unde nu există propagare a undelor, nici transfer de energie și, prin urmare, componentele electrice și magnetice ale EMF sunt considerate independent. Limita zonei R< l/2p.
b) Zona intermediară(difracție), unde undele se suprapun între ele, formând maxime și unde stătătoare. Limitele zonei l/2p< R < 2pl. Основная характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.
V) Zona de radiații(undă) cu limita R > 2pl. Există propagare a undelor, prin urmare caracteristica zonei de radiație este densitatea fluxului de energie, adică. cantitatea de energie incidentă pe unitatea de suprafață eu(W/m2).
 |
Orez. 1.9. Zone de existență a câmpului electromagnetic
Câmpul electromagnetic, pe măsură ce se îndepărtează de sursele de radiație, se atenuează invers proporțional cu pătratul distanței de la sursă. În zona de inducție, intensitatea câmpului electric scade invers proporțional cu distanța până la a treia putere, iar câmpul magnetic scade invers proporțional cu pătratul distanței.
Pe baza naturii impactului lor asupra corpului uman, EMF-urile sunt împărțite în 5 intervale:
Câmpuri electromagnetice de frecvență de putere (PFEMF): f < 10 000 Гц.
Radiația electromagnetică în domeniul de frecvență radio (RF EMR) f 10.000 Hz.
Câmpurile electromagnetice ale părții de frecvență radio a spectrului sunt împărțite în patru subdomeni:
1) f de la 10.000 Hz la 3.000.000 Hz (3 MHz);
2) f de la 3 la 30 MHz;
3) f de la 30 la 300 MHz;
4) f de la 300 MHz la 300.000 MHz (300 GHz).
Sursele de câmpuri electromagnetice de frecvență industrială sunt liniile electrice de înaltă tensiune, dispozitivele de comutație deschise, toate Electricitatea rețeleiși dispozitive alimentate cu curent alternativ 50 Hz. Pericolul expunerii la linii crește odată cu creșterea tensiunii din cauza creșterii sarcinii concentrate pe fază. Intensitatea câmpului electric în zonele unde trec liniile electrice de înaltă tensiune poate ajunge la câteva mii de volți pe metru. Valurile din acest interval sunt puternic absorbite de sol și la o distanță de 50-100 m de linie, tensiunea scade la câteva zeci de volți pe metru. Cu expunerea sistematică la EP, se observă tulburări funcționale în activitatea sistemului nervos și cardiovascular. Odată cu creșterea puterii câmpului în organism, apar modificări funcționale persistente în sistemul nervos central. Odată cu efectul biologic al câmpului electric, între o persoană și un obiect metalic pot apărea și descărcări datorită potențialului corpului, care ajunge la câțiva kilovolți dacă persoana este izolată de Pământ.
Nivelurile permise de intensitate a câmpului electric la locurile de muncă sunt stabilite prin GOST 12.1.002-84 „Câmpuri electrice de frecvență industrială”. Nivelul maxim admis al tensiunii EMF IF este setat la 25 kV/m. Timpul permis petrecut într-un astfel de domeniu este de 10 minute. Nu este permisă șederea într-un IF EMF cu o tensiune mai mare de 25 kV/m fără echipament de protecție, iar șederea într-un IF EMF cu o tensiune de până la 5 kV/m pe toată durata zilei de lucru. Pentru a calcula timpul permis de ședere în ED la tensiuni de peste 5 până la 20 kV/m inclusiv, se utilizează formula T = (50/E) - 2, unde: T- timpul permis de ședere în FEM IF, (oră); E- intensitatea componentei electrice a FEM IF, (kV/m).
Standarde sanitare SN 2.2.4.723-98 reglementează limitele maxime admise ale componentei magnetice a invertorului EMF la locul de muncă. Rezistența componentelor magnetice N nu trebuie să depășească 80 A/m în timpul unei șederi de 8 ore în condițiile acestui domeniu.
Intensitatea componentei electrice a EMF IF în clădirile rezidențiale și apartamentele este reglementată de SanPiN 2971-84 „Standarde și reguli sanitare pentru protejarea populației de efectele câmpului electric creat de liniile electrice aeriene de curent alternativ de frecvență industrială”. Conform acestui document, valoarea E nu trebuie să depășească 0,5 kV/m în interiorul spațiilor rezidențiale și 1 kV/m în zonele urbane. Standardele MPL pentru componenta magnetică a EMF IF pentru medii rezidențiale și urbane nu au fost dezvoltate în prezent.
RF EMR este utilizat pentru tratament termic, topirea metalelor, comunicații radio și medicină. Surse de CEM în spațiile de producție sunt generatoare cu tuburi, in instalatii radio - sisteme de antene, in cuptoare cu microunde - scurgeri de energie atunci cand ecranul camerei de lucru este deteriorat.
Expunerea la EMF RF la organism provoacă polarizarea atomilor și moleculelor țesuturilor, orientarea moleculelor polare, apariția curenților ionici în țesuturi și încălzirea țesuturilor datorită absorbției energiei EMF. Acest lucru perturbă structura potențialelor electrice, circulația fluidelor în celulele corpului, activitatea biochimică a moleculelor și compoziția sângelui.
Efectul biologic al RF EMR depinde de parametrii săi: lungimea de undă, intensitatea și modul de radiație (pulsat, continuu, intermitent), aria suprafeței iradiate și durata iradierii. Energia electromagnetică este parțial absorbită de țesuturi și transformată în căldură, are loc încălzirea locală a țesuturilor și a celulelor. RF EMR are un efect advers asupra sistemului nervos central, provocând tulburări în reglarea neuroendocrină, modificări ale sângelui, tulburări ale cristalinului ochilor (exclusiv 4 sub-benzi), tulburări metabolice.
Standardizarea igienă a RF EMR se realizează în conformitate cu GOST 12.1.006-84 „Câmpurile electromagnetice ale frecvențelor radio. Niveluri permise la locurile de muncă și cerințe pentru monitorizare.” Nivelurile EMF la locurile de muncă sunt controlate prin măsurarea intensității componentelor electrice și magnetice în domeniul de frecvență 60 kHz-300 MHz, iar în domeniul de frecvență 300 MHz-300 GHz densitatea fluxului de energie (PED) a EMF, ținând cont de timpul petrecut în zona de iradiere.
Pentru frecvențele radio EMF de la 10 kHz la 300 MHz, puterea componentelor electrice și magnetice ale câmpului este reglată în funcție de domeniul de frecvență: cu cât frecvențele sunt mai mari, cu atât valoarea admisibilă a intensității este mai mică. De exemplu, componenta electrică a EMF pentru frecvențele 10 kHz - 3 MHz este de 50 V/m, iar pentru frecvențele 50 MHz - 300 MHz doar 5 V/m. În domeniul de frecvență 300 MHz - 300 GHz, densitatea fluxului de energie de radiație și sarcina energetică pe care o creează sunt reglate, adică. fluxul de energie care trece printr-o unitate de suprafață iradiată în timpul acțiunii. Valoarea maximă a densității fluxului de energie nu trebuie să depășească 1000 μW/cm2. Timpul petrecut într-un astfel de domeniu nu trebuie să depășească 20 de minute. Starea pe teren într-un PES egal cu 25 μW/cm 2 este permisă în timpul unui schimb de lucru de 8 ore.
În urban şi mediul casnic Reglarea RF EMR se efectuează în conformitate cu SN 2.2.4/2.1.8-055-96 „Radiații electromagnetice în domeniul de frecvență radio”. În spațiile rezidențiale, RF EMR PES nu trebuie să depășească 10 μW/cm 2 .
În inginerie mecanică, prelucrarea cu impulsuri magnetice și electrohidraulice a metalelor cu un curent de impuls de joasă frecvență de 5-10 kHz este utilizată pe scară largă (tăiere și sertizare semifabricate tubulare, ștanțare, tăiere găuri, curățare piese turnate). Surse puls magnetic Câmpurile de la locul de muncă sunt inductoare de lucru deschise, electrozi și bare colectoare purtătoare de curent. Un câmp magnetic pulsat afectează metabolismul în țesutul cerebral și sistemele de reglare endocrină.
Câmp electrostatic(ESP) este un câmp de sarcini electrice staționare care interacționează între ele. ESP se caracterizează prin tensiune E, adică raportul dintre forța care acționează în câmp asupra unei sarcini punctiforme și mărimea acestei sarcini. Intensitatea ESP este măsurată în V/m. ESP-urile apar în centralele electrice și în procesele electrice. ESP este utilizat în curățarea gazelor electrice, la aplicare acoperiri de vopsea. ESP are un efect negativ asupra sistemului nervos central; cei care lucrează în zona ESP au dureri de cap, tulburări de somn etc. În sursele ESP, pe lângă efectele biologice, ionii de aer prezintă un anumit pericol. Sursa ionilor de aer este corona care apare pe fire la tensiune E>50 kV/m.
Niveluri de tensiune acceptabile ESP-urile sunt stabilite prin GOST 12.1.045-84 „Câmpuri electrostatice. Niveluri permise la locurile de muncă și cerințe pentru monitorizare.” Nivelul admisibil de tensiune ESP se stabilește în funcție de timpul petrecut la locul de muncă. Nivelul de tensiune ESP este setat la 60 kV/m timp de 1 oră. Când tensiunea ESP este mai mică de 20 kV/m, timpul petrecut în ESP nu este reglementat.
Principalele caracteristici radiatii laser sunt: lungimea de undă l, (µm), intensitatea radiației, determinată de energia sau puterea fasciculului de ieșire și exprimată în jouli (J) sau wați (W): durata impulsului (sec), frecvența de repetare a impulsului (Hz) . Principalele criterii pentru pericolul unui laser sunt puterea acestuia, lungimea de undă, durata pulsului și expunerea la radiații.
În funcție de gradul de pericol, laserele sunt împărțite în 4 clase: 1 - radiația de ieșire nu este periculoasă pentru ochi, 2 - radiația directă și reflectată specular este periculoasă pentru ochi, 3 - radiația reflectată difuz este periculoasă pentru ochi, 4 - radiațiile reflectate difuz sunt periculoase pentru piele.
Clasa laser în funcție de gradul de pericol al radiației generate este determinată de producător. Când lucrează cu lasere, personalul este expus la factori de producție nocivi și periculoși.
Grupul de factori fizici nocivi și periculoși în timpul funcționării laserului include:
radiații laser (directe, difuze, speculare sau reflectate difuz),
Creșterea tensiunii de alimentare a laserului,
Prăfuirea aerului din zona de lucru cu produse ale interacțiunii radiației laser cu ținta, niveluri crescute de radiații ultraviolete și infraroșii,
Radiațiile ionizante și electromagnetice în Zona de lucru, luminozitatea crescută a luminii de la lămpile cu pompă în impulsuri și riscul de explozie a sistemelor de pompare cu laser.
Personalul care deservește laserele este expus la factori chimic periculoși și nocivi, cum ar fi ozonul, oxizii de azot și alte gaze, datorită naturii procesului de producție.
Efectul radiației laser asupra corpului depinde de parametrii de radiație (putere, lungime de undă, durata pulsului, rata de repetare a pulsului, timpul de iradiere și suprafața iradiată), localizarea efectului și caracteristicile obiectului iradiat. Radiația laser provoacă modificări organice în țesuturile iradiate (efecte primare) și modificări specifice în organismul însuși (efecte secundare). Când este expus la radiații, are loc încălzirea rapidă a țesutului iradiat, adică. arsura termica. Ca urmare a încălzirii rapide la temperaturi mari Există o creștere bruscă a presiunii în țesuturile iradiate, ceea ce duce la deteriorarea mecanică a acestora. Efectele radiațiilor laser asupra corpului pot provoca tulburări funcționaleși chiar pierderea completă a vederii. Natura pielii afectate variază de la arsuri ușoare la diferite grade, până la necroză. Pe lângă modificările tisulare, radiațiile laser provoacă modificări funcționale în organism.
Nivelurile maxime admise de expunere sunt reglementate de „Normele și regulile sanitare pentru proiectarea și funcționarea laserelor” 2392-81. Nivelurile maxime admise de iradiere sunt diferențiate ținând cont de modul de funcționare al laserelor. Pentru fiecare mod de funcționare, secțiune a domeniului optic, valoarea telecomenzii este determinată folosind tabele speciale. Monitorizarea dozimetrică a radiațiilor laser este efectuată în conformitate cu GOST 12.1.031-81. La monitorizare, se măsoară densitatea de putere a radiației continue, densitatea de energie a radiațiilor pulsate și modulate în impuls și alți parametri.
radiații ultraviolete - Aceasta este radiația electromagnetică invizibilă pentru ochi, ocupând o poziție intermediară între lumină și radiația cu raze X. Partea biologic activă a radiației UV este împărțită în trei părți: A cu o lungime de undă de 400-315 nm, B cu o lungime de undă de 315-280 nm și C 280-200 nm. Razele UV au capacitatea de a provoca un efect fotoelectric, luminiscență, dezvoltarea reacțiilor fotochimice și, de asemenea, au o activitate biologică semnificativă.
Radiația UV este caracterizată proprietăți bactericide și eritemice. Puterea radiației eritemale - aceasta este o valoare care caracterizează efectele benefice ale radiațiilor UV asupra oamenilor. Unitatea de radiație eritemală este considerată Er, corespunzătoare unei puteri de 1 W pentru o lungime de undă de 297 nm. Unitate de iluminare eritemală (iradiere) Er per metru patrat(Er/m2) sau W/m2. Doza de radiații Ner este măsurat în Er×h/m2, adică. Aceasta este iradierea unei suprafețe într-un anumit timp. Puterea bactericidă a fluxului de radiații UV este măsurată în bact. În consecință, iradierea bactericidă este bact pe m2, iar doza este bact pe oră pe m2 (bq × h/m2).
Sursele de radiație UV în producție sunt arcurile electrice, flăcările autogene, arzătoarele cu mercur-cuarț și alți emițători de temperatură.
Razele UV naturale au un efect pozitiv asupra organismului. Cu lipsa luminii solare, apare „foametea luminii”, deficit de vitamina D, imunitate slăbită, tulburări funcționale sistem nervos. În același timp, radiațiile UV din surse industriale pot provoca boli profesionale de ochi acute și cronice. Leziunile oculare acute se numesc electrooftalmie. Este adesea detectat eritemul pielii feței și pleoapelor. Leziunile cronice includ conjunctivita cronică, cataracta cristalinului, leziuni ale pielii (dermatită, umflături cu vezicule).
Standardizarea radiațiilor UV efectuată în conformitate cu „Standarde sanitare pentru radiații ultraviolete în spații industriale” 4557-88. La normalizare, intensitatea radiației este setată în W/m2. Cu o suprafață de iradiere de 0,2 m2 timp de până la 5 minute cu o pauză de 30 de minute pentru o durată totală de până la 60 de minute, norma pentru UV-A este de 50 W/m2, pentru UV-B 0,05 W/m2 și pentru UV -C 0,01 W/m2. Cu o durată totală de iradiere de 50% din tura de lucru și o singură iradiere de 5 min, norma pentru UV-A este de 10 W/m2, pentru UV-B 0,01 W/m2 cu o suprafață de iradiere de 0,1 m2, iar iradierea UV-C nu este permisă.
Un câmp electromagnetic este câmpuri electrice și magnetice alternative care se generează reciproc.
Teoria câmpului electromagnetic a fost creată de James Maxwell în 1865.
El a demonstrat teoretic că:
orice modificare a câmpului magnetic în timp dă naștere la un câmp electric în schimbare, iar orice modificare a câmpului electric în timp dă naștere la un câmp magnetic în schimbare.
Dacă sarcinile electrice se mișcă cu accelerație, atunci câmpul electric pe care îl creează se schimbă periodic și el însuși creează un câmp magnetic alternativ în spațiu etc.
Sursele de câmp electromagnetic pot fi:
- magnet mobil;
- o sarcină electrică care se mișcă cu accelerație sau oscilant (spre deosebire de o sarcină care se mișcă cu o viteză constantă, de exemplu, în cazul curentului continuu într-un conductor, aici se creează un câmp magnetic constant).
Un câmp electric există întotdeauna în jurul unei sarcini electrice, în orice sistem de referință, un câmp magnetic există în cel relativ la care se deplasează sarcinile electrice.
Un câmp electromagnetic există într-un cadru de referință în raport cu care sarcinile electrice se mișcă cu accelerație.
ÎNCERCAȚI SĂ SOLUȚI
O bucată de chihlimbar a fost frecată de o cârpă și s-a încărcat cu electricitate statică. Ce fel de câmp poate fi găsit în jurul chihlimbarului nemișcat? În preajma unuia în mișcare?
Un corp încărcat este în repaus în raport cu suprafața pământului. Mașina se mișcă uniform și rectiliniu față de suprafața pământului. Este posibil să se detecteze un câmp magnetic constant în cadrul de referință asociat cu o mașină?
Ce câmp apare în jurul unui electron dacă acesta: este în repaus; se deplasează cu o viteză constantă; se misca cu acceleratie?
Un kinescop creează un flux de electroni care se mișcă uniform. Este posibil să se detecteze un câmp magnetic într-un cadru de referință asociat cu unul dintre electronii în mișcare?
UNDELE ELECTROMAGNETICE
Undele electromagnetice sunt un câmp electromagnetic care se propagă în spațiu cu o viteză finită în funcție de proprietățile mediului
Proprietățile undelor electromagnetice:
- se propagă nu numai în materie, ci și în vid;
- se propagă în vid cu viteza luminii (C = 300.000 km/s);
- acestea sunt unde transversale;
- acestea sunt unde calatorii (transfer energie).
Sursa undelor electromagnetice sunt sarcini electrice în mișcare accelerate.
Oscilațiile sarcinilor electrice sunt însoțite de radiații electromagnetice având o frecvență egală cu frecvența oscilațiilor sarcinii.
CANTAR DE UNDELE ELECTROMAGNETICE
Tot spațiul din jurul nostru este pătruns de radiații electromagnetice. Soarele, corpurile din jurul nostru și antenele emițătoare emit unde electromagnetice, care, în funcție de frecvența lor de oscilație, poartă denumiri diferite.
Undele radio sunt unde electromagnetice (cu o lungime de undă de la mai mult de 10000 m până la 0,005 m), utilizate pentru a transmite semnale (informații) pe o distanță fără fire.
În comunicațiile radio, undele radio sunt create de curenții de înaltă frecvență care curg într-o antenă.
Undele radio de diferite lungimi de undă călătoresc diferit.
Radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai mică de 0,005 m dar mai mare de 770 nm, adică situată între domeniul undelor radio și domeniul luminii vizibile, se numește radiație infraroșie (IR).
Radiația infraroșie este emisă de orice corp încălzit. Sursele de radiație infraroșie sunt sobele, radiatoarele de încălzire a apei și lămpile electrice cu incandescență. Folosind dispozitive speciale, radiațiile infraroșii pot fi convertite în lumină vizibilă, iar imaginile obiectelor încălzite pot fi obținute în întuneric complet. Radiația infraroșie este utilizată pentru uscarea produselor vopsite, a pereților de construcție și a lemnului.
Lumina vizibilă include radiații cu lungimi de undă de la aproximativ 770 nm până la 380 nm, de la lumina roșie la violetă. Semnificația acestei părți a spectrului radiațiilor electromagnetice în viața umană este extrem de mare, deoarece o persoană primește aproape toate informațiile despre lumea din jurul său prin viziune. Lumina este o condiție prealabilă pentru dezvoltarea plantelor verzi și, prin urmare o conditie necesara pentru existența vieții pe Pământ.
Invizibilă pentru ochi, radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai scurtă decât cea a luminii violete se numește radiație ultravioletă (UV).Radiația ultravioletă poate ucide bacteriile benigne, de aceea este utilizată pe scară largă în medicină. Radiațiile ultraviolete din compoziția luminii solare provoacă procese biologice care duc la întunecarea pielii umane - bronzare. Lămpile cu descărcare sunt folosite ca surse de radiații ultraviolete în medicină. Tuburile unor astfel de lămpi sunt fabricate din cuarț, transparente la razele ultraviolete; De aceea, aceste lămpi se numesc lămpi de cuarț.
Razele X (Ri) sunt invizibile. Ele trec fără o absorbție semnificativă prin straturi semnificative de materie care sunt opace la lumina vizibilă. Razele X sunt detectate prin capacitatea lor de a provoca o anumită strălucire în anumite cristale și de a acționa asupra filmului fotografic. Capacitatea razelor X de a pătrunde în straturi groase de substanțe este utilizată pentru a diagnostica boli ale organelor interne umane.
Câmp electromagnetic
Un câmp electromagnetic se referă la un tip de materie care apare în jurul sarcinilor în mișcare. Este format din câmpuri electrice și magnetice. Existența lor este interconectată, deoarece nu pot exista separat și independent unul de celălalt, deoarece un câmp generează altul.
Acum să încercăm să abordăm mai detaliat subiectul câmpului electromagnetic. Din definiție putem concluziona că, în cazul unei modificări a câmpului electric, apar condițiile prealabile pentru apariția unui câmp magnetic. Și întrucât câmpul electric tinde să se modifice în timp și nu poate fi numit constant, câmpul magnetic este de asemenea variabil.
Când un câmp se modifică, este generat altul. Și indiferent care va fi câmpul următor, sursa va fi câmpul anterior, adică conductorul cu curent, și nu sursa inițială.
Și chiar dacă curentul din conductor este oprit, câmpul electromagnetic nu va dispărea nicăieri, ci va continua să existe și să se răspândească în spațiu.
Proprietățile undelor electromagnetice
Teoria lui Maxwell. Câmp electric vortex
James Clerk Maxwell, un celebru fizician britanic, a scris o lucrare în 1857 în care a furnizat dovezi că câmpurile precum electric și magnetic sunt strâns legate.
Conform teoriei sale, a rezultat că un câmp magnetic alternativ are proprietatea de a crea un nou câmp electric care diferă de câmpul electric anterior creat folosind o sursă de curent, deoarece acest nou câmp electric este vortex.
Și aici vedem că un câmp electric vortex este un câmp în care liniile de câmp sunt închise. Adică, trebuie remarcat faptul că câmpul electric are aceleași linii închise ca și câmpul magnetic.
De aici rezultă că un câmp magnetic alternant este capabil să creeze un câmp electric vortex, iar un câmp electric vortex are capacitatea de a face mișcarea sarcinilor. Și ca rezultat obținem inducție electricitate. Din munca lui Maxwell rezultă că câmpuri precum electric și magnetic există strâns unul cu celălalt.
Adică pentru existența unui câmp magnetic este necesară o sarcină electrică în mișcare. Ei bine, câmpul electric este creat din cauza unei sarcini electrice staționare. O astfel de relație transparentă există între câmpuri. De aici putem trage o altă concluzie că în sisteme diferite se poate observa numărătoarea inversă tipuri diferite câmpuri.
Dacă urmărim teoria lui Maxwell, putem rezuma că câmpurile electrice și magnetice alternative nu pot exista separat, deoarece atunci când un câmp magnetic se modifică, generează unul electric, iar un câmp electric în schimbare generează un câmp magnetic.
Surse naturale de câmpuri electromagnetice
Pentru oamenii moderni, nu este un secret pentru nimeni că câmpurile electromagnetice, deși rămân invizibile pentru ochii noștri, ne înconjoară peste tot.
Sursele naturale de CEM includ:
În primul rând, acesta este câmpul electric și magnetic constant al Pământului.
În al doilea rând, astfel de surse includ unde radio care transformă surse cosmice precum Soarele, stelele etc.
În al treilea rând, aceste surse sunt și procese atmosferice, cum ar fi descărcările de fulgere etc.
Surse antropogenice (artificiale) de câmpuri electromagnetice
Pe lângă sursele naturale de CEM, acestea apar și din cauza surselor antropice. Astfel de surse includ razele X, care sunt utilizate în instituțiile medicale. Ele sunt, de asemenea, folosite pentru a transmite informații folosind diverse posturi de radio, stații de comunicații mobile și, de asemenea, antene TV. Da, iar electricitatea care este în fiecare priză creează și EMF, dar de o frecvență mai mică.
Efectul CEM asupra sănătății umane
În prezent, societatea modernă nu își poate imagina viața fără astfel de beneficii ale civilizației precum prezența diverselor aparate electrocasnice, calculatoare, comunicații mobile. Ele, desigur, ne fac viața mai ușoară, dar creează câmpuri electromagnetice în jurul nostru. Desigur, tu și cu mine nu putem vedea EMF-uri, dar ele ne înconjoară peste tot. Sunt prezenți în casele noastre, la locul de muncă și chiar în transport.
Putem spune cu siguranță asta omul modern trăiește într-un câmp electromagnetic continuu, care, din păcate, are un impact uriaș asupra sănătății umane. Odată cu influența prelungită a câmpului electromagnetic asupra corpului uman, apar simptome neplăcute precum oboseală cronică, iritabilitate, tulburări de somn, atenție și memorie. O astfel de expunere prelungită la EMF poate provoca dureri de cap, infertilitate, tulburări în funcționarea sistemului nervos și cardiac, precum și apariția cancerului.
Instrucțiuni
Luați două baterii și conectați-le cu bandă electrică. Conectați bateriile astfel încât capetele lor să fie diferite, adică plusul să fie opus minusului și invers. Utilizați agrafe pentru a atașa un fir la capătul fiecărei baterii. Apoi, așezați una dintre agrafele de hârtie deasupra bateriilor. Dacă agrafa nu ajunge în centrul fiecărei agrafe, poate fi necesar să fie îndoită la lungimea corectă. Asigurați structura cu bandă adezivă. Asigurați-vă că capetele firelor sunt libere și că marginea agrafei ajunge în centrul fiecărei baterii. Conectați bateriile de sus, faceți același lucru pe cealaltă parte.
Luați sârmă de cupru. Lăsați aproximativ 15 centimetri de sârmă drept și apoi începeți să-l înfășurați în jurul paharului de sticlă. Faceți aproximativ 10 ture. Lăsați încă 15 centimetri drepte. Conectați unul dintre firele de la sursa de alimentare la unul dintre capetele libere ale bobinei de cupru rezultate. Asigurați-vă că firele sunt bine conectate între ele. Când este conectat, circuitul produce un magnetic camp. Conectați celălalt cablu de alimentare la sârmă de cupru.
Când trece mulineta merge curentul plasat în interior va fi magnetizat. Agrafele de hârtie se vor lipi împreună, iar părțile unei linguri sau furculițe sau șurubelnițe vor deveni magnetizate și vor atrage alte obiecte metalice în timp ce curentul este aplicat bobinei.
Notă
Bobina poate fi fierbinte. Asigurați-vă că nu există substanțe inflamabile în apropiere și aveți grijă să nu vă ardeți pielea.
Metalul cel mai ușor magnetizat este fierul. Când verificați câmpul, nu selectați aluminiu sau cupru.
Pentru a crea un câmp electromagnetic, trebuie să faceți sursa acestuia să radieze. În același timp, trebuie să producă o combinație de două câmpuri, electric și magnetic, care se pot propaga în spațiu, generându-se unul pe celălalt. Un câmp electromagnetic se poate propaga în spațiu sub forma unei unde electromagnetice.
Vei avea nevoie
- - fir izolat;
- - unghie;
- - doi conductori;
- - Bobina Ruhmkorff.
Instrucțiuni
Luați un fir izolat cu rezistență scăzută, cel mai bine este cuprul. Înfășurați-l în jurul unui miez de oțel; un cui obișnuit de 100 mm lungime (o sută de metri pătrați) va fi potrivit. Conectați firul la o sursă de alimentare; o baterie obișnuită va face. Electricitatea va apărea camp, care va genera un curent electric în el.
Mișcarea direcționată a încărcatului (curent electric) va da, la rândul său, naștere magnetică camp, care va fi concentrat într-un miez de oțel, cu un fir înfășurat în jurul lui. Miezul transformă și atrage feromagneții (nichel, cobalt etc.). Rezultați camp poate fi numit electromagnetic, deoarece electric camp magnetic.
Pentru a obține un câmp electromagnetic clasic, este necesar ca atât electric, cât și magnetic camp schimbat în timp, apoi electric camp va genera magnetic si invers. Pentru a face acest lucru, taxele de mișcare trebuie să fie accelerate. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să-i faceți să ezite. Prin urmare, pentru a obține un câmp electromagnetic, este suficient să luați un conductor și să îl conectați la o rețea casnică obișnuită. Dar va fi atât de mic încât nu va putea fi măsurat cu instrumente.
Pentru a obține un câmp magnetic suficient de puternic, faceți un vibrator Hertz. Pentru a face acest lucru, luați doi conductori drepti identici și fixați-i astfel încât distanța dintre ele să fie de 7 mm. Acesta va fi un circuit oscilator deschis, cu capacitate electrică scăzută. Conectați fiecare dintre conductori la clemele Ruhmkorff (vă permite să primiți impulsuri de înaltă tensiune). Conectați circuitul la baterie. Descărcările vor începe în eclatorul dintre conductori, iar vibratorul însuși va deveni o sursă de câmp electromagnetic.
Video pe tema
Introducerea noilor tehnologii și utilizarea pe scară largă a electricității au dus la apariția câmpurilor electromagnetice artificiale, care au cel mai adesea un efect dăunător asupra oamenilor și mediu inconjurator. Aceste câmpuri fizice apar acolo unde există sarcini în mișcare.
Natura câmpului electromagnetic
Câmpul electromagnetic este un tip special de materie. Are loc în jurul conductorilor de-a lungul cărora se deplasează sarcinile electrice. Câmpul de forță este format din două câmpuri independente - magnetic și electric, care nu pot exista izolat unul de celălalt. Când un câmp electric apare și se modifică, acesta generează invariabil un câmp magnetic.
Unul dintre primii care a studiat natura câmpurilor alternative la mijlocul secolului al XIX-lea a fost James Maxwell, căruia i se atribuie crearea teoriei câmpului electromagnetic. Omul de știință a arătat că sarcinile electrice care se mișcă cu accelerație creează un câmp electric. Schimbarea lui generează un câmp de forțe magnetice.
Sursa unui câmp magnetic alternativ poate fi un magnet dacă este pus în mișcare, precum și o sarcină electrică care oscilează sau se mișcă cu accelerație. Dacă o sarcină se mișcă cu o viteză constantă, atunci conductorul curge DC., care se caracterizează printr-un câmp magnetic constant. Propagându-se în spațiu, câmpul electromagnetic transferă energie, care depinde de mărimea curentului din conductor și de frecvența undelor emise.
Impactul câmpului electromagnetic asupra oamenilor
Nivelul tuturor radiațiilor electromagnetice generate de om sisteme tehnice, de multe ori mai mare decât radiația naturală a planetei. Acesta este un efect termic care poate duce la supraîncălzirea țesuturilor corpului și la consecințe ireversibile. De exemplu, utilizarea pe termen lung telefon mobil, care este o sursă de radiații, poate duce la creșterea temperaturii creierului și a cristalinului ochiului.
Câmpurile electromagnetice generate la utilizarea aparatelor de uz casnic pot provoca apariția unor tumori maligne. Acest lucru se aplică în special corpului copiilor. Prezența prelungită a unei persoane în apropierea unei surse de unde electromagnetice reduce eficiența sistemului imunitar și duce la boli cardiace și vasculare.
Desigur, opriți complet utilizarea mijloace tehnice, care sunt o sursă de câmp electromagnetic, este imposibil. Dar puteți aplica cele mai simple măsuri preventive, de exemplu, folosiți telefonul numai cu căști, nu lăsați cablurile dispozitivului în prize electrice după folosirea tehnologiei. În viața de zi cu zi, se recomandă utilizarea prelungitoare și cabluri care au ecran de protecție.