Что такое электромагнитное излучение?

Действующие способы защиты

Самым эффективным способом защиты считается снижение мощности излучающих источников или простой уход из зоны его воздействия. Но если в домашних условиях, благодаря действующим СНиП и СанПиН, показатели напряжённости редко превышают действующие нормативы, то в производственных условиях избежать такого воздействия удаётся не всегда.

Уменьшение мощности источника может быть достигнуто несколькими способами:

1. Применение поглощающих экранов и защитных конструкций.
2. Установка блокирующих или отражающих устройств.

Также читайте:  Как проходит испытания трансформаторного масла

Все подобные средства относят к коллективной защите, в дополнение к ним применяют и СИЗ (средства индивидуальной защиты).

Большинство средств защиты от электромагнитного поля предназначены для промышленных условий. В их число входят:

• Отражающие экраны, козырьки и другие сооружения, из металлической сетки, арматуры, металлических листов. На практике получили более дешёвые конструкции из стали, цветных металлов и их сплавов. Все эти конструкции должны быть обязательно заземлены. Принцип действия основан на появлении в материалах экранов токов Фуко (вихревых токов), которые по амплитуде имеют сходное значение, но находятся в противофазе. В результате результирующее поле теряет свою напряжённость и не может пройти через защитную конструкцию.
• Поглощающие конструкции делают с применением полимерных материалов — пенополистирол, различные виды резины, поролон. Хорошие показатели и пропитанной специальными составами древесины, используют и пластины из ферромагнитных сплавов, но это уже более дорогой результат.
• Чтобы придать различным конструкциям защитные свойства, применяют токопроводящие краски на основе порошкового графита, оксидов металлов, сажи, коллоидного серебра. В этом случае получают отражающие элементы защиты от электромагнитного излучения.
• Получили распространение и ионизаторы, которые позволяют нейтрализовать заряды статического напряжения, возникающего под воздействием электрического и магнитного поля. Такие устройства применяются и в быту.

К индивидуальным средствам защиты относят:

• Спецодежда и обувь, изготовленная из тканей с вплетением металлических нитей.
• Защитные очки с металлизированными покрытиями, обладающими отражающими свойствами.
• Для предотвращения воздействия инфракрасного излучения применяют стандартные теплоизолирующие костюмы.
• Воздействие ультрафиолетового излучения нейтрализуют защитной одеждой и очками или маской со светофильтрами. Простой пример — комплект спецодежды электросварщика.

Привели только распространённые решения, которые дают возможность нейтрализовать или минимизировать воздействие электромагнитного излучения. Но в бытовых условиях такие варианты малоприменимы.

Раздел 1: Различные виды излучения в окружающей среде

Наша окружающая среда насчитывает множество видов излучения, включая:

• Солнечное излучение: основной источник энергии на Земле. Солнечное излучение состоит из видимого света, инфракрасного излучения и ультрафиолетового излучения;
• Космическое излучение: происходит из космического пространства и образуется в результате взаимодействия звезд, галактик и других космических объектов;
• Электромагнитное излучение: включает в себя радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение. Оно может быть естественным (например, солнечное излучение) или искусственным (например, излучение от электроники);
• Альфа-излучение: состоит из альфа-частиц, которые являются ядрами гелия. Это тип излучения, который обычно связывается с радиоактивными веществами и имеет низкую проникающую способность;
• Бета-излучение: состоит из бета-частиц, которые могут быть положительными (позитроны) или отрицательными (электроны). Оно обычно имеет большую проникающую способность, чем альфа-излучение;
• Гамма-излучение: состоит из электромагнитных волн высокой энергии. Это самое проникающее излучение и может вызывать серьезные последствия для живых организмов.

В зависимости от типа излучения, наше воздействие на него и его воздействие на нас может быть различным. Некоторые виды излучения, такие как солнечное, являются необходимыми для нашей жизни и поддержания здоровья, но могут иметь и отрицательное воздействие при чрезмерном или неправильном воздействии

Другие виды излучения, например гамма-излучение или радиоактивное излучение, могут быть опасными и требуют особой осторожности и защиты

Виды излучения	Способность проникновения	Потенциальный вред
Солнечное излучение	Проникает через атмосферу Земли	Возможно солнечный ожог, рак кожи
Гамма-излучение	Высокая проникающая способность	Может вызывать рак, генетические нарушения
Бета-излучение	Проникает через несколько сантиметров ткани	Может вызывать рак, повреждение кожи
Альфа-излучение	Поглощается оболочками кожи	Может вызывать рак, повреждение кожи
Космическое излучение	Зависит от расстояния до источника	Повышенный риск рака для космонавтов
Электромагнитное излучение	Различные степени проникновения	Возможно повреждение ДНК, риск развития рака

В целом, понимание различных видов излучения и их воздействия на наш организм очень важно для здоровья и благополучия

Необходимо применять соответствующие меры предосторожности при работе с источниками излучения и минимизировать воздействие на нас самих

Как уменьшить влияние ЭМИ на организм человека

Процесс воздействия электромагнитных волн на людей нельзя увидеть или ощутить физически, от этого опасность излучения только увеличивается. Неблагоприятный эффект может накапливаться годами. Даже при возникновении заболеваний трудно объективно оценить первопричину патологий.

Существует ряд несложных правил, соблюдая которые можно обезопасить себя от негативного влияния ЭМИ в быту:

включать электроприборы поочередно, а не все сразу – не допускать одновременной работы телевизора, микроволновой печи, компьютера;
устанавливать электроприборы в разных зонах комнаты, не группировать их в одном месте, чтобы они не усиливали действие друг друга;
особенное внимание стоит уделять детской комнате – в ней не должны постоянно находиться планшеты, компьютеры, смартфоны, электрические и радиоуправляемые игрушки;
электроприборы желательно располагать на удалении от рабочего или обеденного стола, спальни, мест отдыха;
розетка для подключения компьютера обязательно должна быть заземлена
для контроля за ЭМИ дома лучше приобрести дозиметры;
четко понимать какие приборы служат источником электромагнитного поля.

Вдумчивое отношение к средствам сотовой связи, компьютерам, электрическим приборам дает возможность безопасно пользоваться благами цивилизации, и при этом избегать негативного действия ЭМИ на человека. Необходимо ясно понимать, какие устройства оказывают на организм людей наибольшее влияние, и дозировать с ними контакт.

Виды электромагнитных излучений, их характеристики

Все виды электромагнитных волн распространяются в вакууме с одинаковой скоростью. Но их частота, как и зависящая от нее длина, различается, что влияет на их взаимодействие с разными веществами. Поэтому основная классификация электромагнитных излучений делит их согласно частотным диапазонам.

Также электромагнитные излучения различаются по происхождению:

• природные;
• антропогенные.

При появлении большого количества антропогенных источников излучения стали классифицировать не только по частоте и длине волн, но и по степени их вреда для человека. Ионизирующие излучения могут быть причиной реактивных изменений в организме человека, называемых лучевой болезнью. Заряженные частицы испускают столько энергии, что нарушают связи между молекулами облучаемого объекта. К ионизирующим относят рентгеновское и гамма-излучение, хотя на атомы способны воздействовать и другие виды электромагнитных волн.

Видимый свет

Видимый свет состоит из лучей семи основных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового. У каждого цвета собственная длина волны.

Невозможно указать точные границы диапазона видимого излучения, так как уменьшение чувствительности при отдалении от точки максимума в зеленой части спектра происходит постепенно. Видимые излучения обычно имеют сложный спектральный состав, в который могут входить ультрафиолетовые и инфракрасные волны. Оттенки, не относящиеся к семи основным цветам, например, розовый или бежевый, образуются при смешении монохроматических излучений.

Инфракрасное

Инфракрасное излучение занимает область спектра между видимым светом и микроволновым излучением. Чем выше температура излучающего тела, тем интенсивнее излучение и короче длина волны. Для его регистрации используют тепловые и фотоэлектрические приемники. Излучение Солнца наполовину состоит из инфракрасных волн.

В спектре этого вида излучения выделяют:

• ближний инфракрасный свет, 0,75–1,4 мкм;
• коротковолновый, 1,4–3 мкм;
• средневолновый, 3–8 мкм;
• длинноволновый, 8–15 мкм;
• дальний, 15–1000 мкм.

Радиоволны

Радиоволны относятся к низкочастотным электромагнитным волнам — до 3 ТГц. Их принято классифицировать по длине волны:

• сверхдлинные, более 10 км;
• длинные, 10 км — 1 км;
• средние, 1 км — 100 м;
• короткие, 100 м — 10 м;
• ультракороткие, 10 м — 0,1 мм.

Также радиоволны можно разделить на амплитудно-модулированные (АМ) и частотно-модулированные (FM). FM-радиосигналы передают звук, меняя частоту несущего колебания, а не амплитуду, как AM-сигналы. Расстояние передачи FM-сигналов значительно меньше, но качество передаваемого звука выше, и они менее подвержены влиянию электромагнитных помех.

Ультрафиолетовое

Ультрафиолетовое излучение занимает область спектра между видимым и рентгеновским излучениями. Это природное излучение Солнца, которое делят на три спектральных участка, ориентируясь на разное биологическое воздействие ультрафиолетовых волн:

• ближний ультрафиолет, УФ-А, 315–400 нм;
• УФ-В, 280–315 нм;
• дальний ультрафиолет, УФ-С, 100–280 нм.

Солнечное излучение, достигающее поверхности Земли, состоит из ближнего ультрафиолета и небольшого количества УФ-В лучей. УФ-С лучи поглощает атмосфера.

Рентгеновское

Рентгеновское излучение занимает диапазон между ультрафиолетовым и гамма-излучением: \(0,005–100\) нм,\( 2\times10^{15} — 6\times10^{19}\) Гц. Оно возникает при столкновении электронов и поверхности анода на большой скорости, когда атомы анода меняют внутреннюю структуру. Частота излучения зависит от материала анода; его делят на мягкое, с большей длиной волны и меньшей частотой излучения, и жесткое.

Гамма-излучение

При распаде радиоактивных веществ ядра их атомов испускают гамма-излучение. Его частота определяется разностью энергий двух состояний ядра и рассчитывается по формуле \(f\;=\;(E1-E2)/h\), где \(h\) — постоянная Планка.

Снижение воздействия излучения на организм

Защита от электромагнитного излучения

Самый простой и доступный способ защитить организм от электромагнитного излучения — это снизить время, проводимое за компьютером и вблизи мобильных устройств. Кроме того, можно использовать специальные средства защиты:

• Экраны, фильтрующие лучи света компьютера
• Специальные очки с фильтрами для защиты от световых излучений
• Кабели и наушники с защитой от электромагнитных волн

Эти средства помогают снизить воздействие излучения на глаза и мозг.

Защита от ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение, которое содержится в солнечных лучах, может приводить к различным заболеваниям, а также ускорять процесс старения кожи. Для защиты от ультрафиолетового излучения необходимо использовать средства защиты кожи:

• Кремы и лосьоны, содержащие фильтры от ультрафиолетового излучения
• Большая одежда и головные уборы, предотвращающие попадание солнечных лучей на кожу
• Солнцезащитные очки, защищающие глаза

Эти средства помогают снизить воздействие ультрафиолетового излучения на кожу и глаза.

Защита от ионизирующего излучения

Ионизирующее излучение — это опасное излучение, которое может быть вызвано ядерными взрывами, радиоактивными веществами и многими другими факторами. Для защиты от ионизирующего излучения необходимо:

• Следить за радиационной обстановкой в зоне проживания
• Избегать мест, где могут находиться источники излучения
• Использовать средства защиты, например, гамма-камеры, защитные костюмы и т.д.

Эти меры помогают снизить риск возникновения заболеваний, вызванных ионизирующим излучением.

Особенности электромагнитного излучения разных диапазонов[]

Распространение электромагнитных волн, временны́е зависимости электрического E(t){\displaystyle {\mathit {E}}(t)\,} и магнитного H(t){\displaystyle {\mathit {H}}(t)\,} полей, определяющий тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды.

Электромагнитные излучения различных частот взаимодействуют с веществом также по разному. Процессы излучения и поглощения радиоволн можно описать с помощью соотношений электродинамики; а вот для волн оптического диапазона и, тем более, жестких лучей необходимо учитывать уже их квантовую природу.

Радиоволновые излучения

Из-за больших значений λ распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения.

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 электромагнитных волн Шумана.

Оптическое излучение

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 зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы 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.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов и светит ярко-жёлтым светом. Именно потому, что мы родились возле такой звезды, этот участок спектра электромагнитного излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств.

Излучение оптического диапазона возникает при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота его излучения. 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.

Кроме теплового излучения источником и приёмником оптического излучения могут служить химические и биологические реакции. Одна из известнейших химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии.

Жёсткое излучение

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

Рентгеновское излучение возникает при торможении 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. Оно появляется и при торможении быстрых заряженных частиц.

Типы волн и электромагнитный спектр

Электромагнитный спектр включает широкий спектр волн, который люди не могут видеть. Невидимые типы волн представляют радиоволны, инфракрасные и рентгеновские лучи. Эти типы колебаний широко применяются в различных областях науки и техники.

Если бы у человека глаза были как у  гремучей змеи или совы он мог бы  хорошо видеть ночью. Для того чтобы помочь пилотам  увидеть в темноте или при плохой погоде в кабине устанавливается радар, обнаруживающий отражение радиоволн. И если бы глаза человека были чувствительны  как лучи рентгеновской камеры люди могли бы даже видеть через органы или здания!

Свет, который могут видеть люди, это только одна часть всей электрической и магнитной энергии вокруг нашего мира. Радиоволны, Х-лучи, гамма-лучи и световые волны работают аналогичным образом. Вся вместе эта энергия называется электромагнитным спектром.

В видимом спектре цвет света зависит от частоты. Видимый спектр представляет сложную комбинацию состоящую из многих длин. Если пропустить видимый спектр через призму создастся «радуга» путем перенаправления каждой длины волны под несколько иным углом. Порядок цветов красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго (темно синий) и фиолетовый.

Влияние ЭМИ на человека

Считается, что электромагнитное излучение оказывает негативное влияние как на здоровье человека, так и на его поведение, жизненный тонус, физиологические функции и даже мысли. Сам человек также является источником такого излучения, и если на наше электромагнитное поле начинают воздействовать другие, более интенсивные источники, то в человеческом организме может наступить полный хаос, который приведёт к различным заболеваниям.

Учёные установили, что вредны не сами волны, а их торсионная (информационная) составляющая, которая имеется в любом электромагнитном излучении, то есть именно торсионные поля оказывают неправильное воздействие на здоровье, передавая человеку негативную информацию.

Опасность излучения состоит и в том, что оно способно накапливаться в организме человека, и если длительно пользоваться, например, компьютером, мобильным телефоном и т. п., то возможны головная боль, высокая утомляемость, постоянные стрессы, снижение иммунитета, а также возрастает вероятность заболеваний нервной системы и головного мозга. Даже слабые поля, особенно такие, которые совпадают по частоте с ЭМИ человека, способны нанести вред здоровью, искажая наше собственное излучение, и, тем самым, вызывая различные болезни.

Огромное влияние на здоровье человека играют такие факторы электромагнитного излучения, как:

• мощность источника и характер излучения;
• его интенсивность;
• длительность воздействия.

Также стоит отметить, что воздействие излучения может быть общим или местным. То есть, если взять мобильный телефон, то он оказывает влияние только на отдельный орган человека — головной мозг, а от радиолокатора происходит облучение всего организма.

Какое излучение возникает от тех или иных бытовых приборов, и их диапазон, видно из рисунка.

Глядя на эту таблицу, можно для себя уяснить, что чем дальше от человека располагается источник излучения, тем меньше его вредоносное влияние на организм. Если фен находится в непосредственной близости от головы, и его воздействие наносит ощутимый вред человеку, то холодильник практически никак не влияет на наше здоровье.

Воздействие метровых волн

Метровые волны большой интенсивности, излучаемые импульсными генераторами метровых радиолокационных станций (РЛС), имеющих импульсную мощность более мегаватта (таких, например, как станция дальнего обнаружения П-16) и соизмеримые с протяженностью спинного мозга человека и животных, а таже длиной аксонов, нарушают проводимость этих структур, вызывая диэнцефальный синдром (СВЧ-болезнь).

Последняя приводит к быстрому развитию (в течение от нескольких месяцев до нескольких лет) полному или частичному (в зависимости от полученной импульсной дозы излучения) необратимому параличу конечностей человека, а также нарушению иннервации кишечника и других внутренних органов.

Воздействие дециметровых волн

Дециметровые волны соизмеримы по длине волны с кровеносными сосудами, охватывающими такие органы человека и животных, как легкие, печень и почки. Это одна из причин, почему они вызывают развитие «доброкачественных» опухолей (кист) в этих органах. Развиваясь на поверхности кровеносных сосудов, эти опухоли приводят к остановке нормального кровообращения и нарушению работы органов.

Если вовремя не удалить такие опухоли оперативным путем, то наступает гибель организма. Дециметровые волны опасных уровней интенсивности излучают магнетроны таких РЛС, как мобильная РЛС ПВО П-15, а также РЛС некоторых воздушных судов.

Воздействие сантиметровых волн

Мощные сантиметровые волны вызывают такое заболевание, как лейкемию — «белокровие», а также другие формы злокачественных опухолей человека и животных. Волны достаточной для возникновения этих заболеваний интенсивности генерируют РЛС сантиметрового диапазона П-35, П-37 и практически все РЛС воздушных судов.

Установленные нормы ЭМИ для человека

Каждый орган в нашем теле вибрирует. Благодаря вибрации вокруг нас создается электромагнитное поле, содействующее гармоничной работе всего организма. Когда на наше биополе воздействуют другие магнитные поля, это вызывает в нем изменения. Иногда организм справляется с влиянием, иногда – нет. Это становится причиной ухудшения самочувствия.

Даже большое скопление людей создает электрический заряд в атмосфере. Полностью изолироваться от электромагнитного излучения невозможно. Есть допустимый уровень ЭМИ, который лучше не превышать.

Вот безопасные для здоровья нормы:

• 30-300 кГц, возникающие при напряженности поля 25 Вольт на метр (В/м),
• 0,3-3 МГц, при напряженности 15 В/м,
• 3-30 МГц – напряженность 10 В/м,
• 30-300 МГц – напряженность 3 В/м,
• 300 МГц-300 ГГц – напряженность 10 мкВт/см2.

При таких частотах работают гаджеты, радио- и телеаппаратура.

Виды электромагнитного излучения

ЭМИ разделено на виды по характеристикам длины и частоты.

Длина волн колеблется в таких диапазонах:

Диапазоны электромагнитного излучения

1. Радиоволны (от 0,1 мм до 10 км и более) делятся на короткие, ультракороткие, средние, длинные и сверхдлинные. Ультракороткие радиоволны относятся к сверхвысокочастотным (СВЧ) волнам.
2. Инфракрасные лучи (от 1 мм до 780 нм).
3. Ультрафиолетовые лучи (от 380 мм до 10 нм).
4. Видимый свет (от 780 мм до 380 нм).
5. Рентген-излучение (от 10 нм до 5 пм).
6. Гамма-лучи (до 5 пм).

Частота волн варьируется от 30 кГц (для радиоволн) до 6×10¹9 Гц и более (для гамма-лучей).

Волны разной длины образуются разными способами:

• рентгеновские появляются тогда, когда быстро движущиеся электроны переходят в состояние с меньшей энергией вследствие торможения;
• ультрафиолетовое излучается вследствие движения ускоренных электронов;
• инфракрасное излучение испускается раскаленными предметами;
• радиоволны образуются из высокочастотных токов, движущихся по антеннам;
• ионизирующее гамма-излучение испускается в процессе ядерных реакций.

Вышеперечисленные виды волн поглощаются веществами неодинаково: рентгеновские и гамма-волны проникают сквозь ткани организма и почти не поглощаются, инфракрасные лучи проходят сквозь ряд непрозрачных объектов, при поглощении происходит нагрев вещества.

Свойства электромагнитных волн

Важнейшим результатом, который вытекает из сформулированной Максвеллом теории электромагнитного поля, стало предсказание возможности существования электромагнитных волн. Электромагнитная волна — распространение электромагнитных полей в пространстве и во времени.

Источник электромагнитного поля — электрические заряды, движущиеся с ускорением.

Электромагнитные волны, в отличие от упругих (звуковых) волн, могут распространяться в вакууме или любом другом веществе.

Электромагнитные волны в вакууме распространяются со скоростью c=299 792 км/с, то есть со скоростью света.

В веществе скорость электромагнитной волны меньше, чем в вакууме. Соотношение между длиной волна, ее скоростью, периодом и частотой колебаний, полученные для механических волн выполняются и для электромагнитных волн:

Колебания вектора напряженности E и вектора магнитной индукции B происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно направлению распространения волны (вектору скорости).

Электромагнитная волна переносит энергию.

Диапазон электромагнитных волн

Вокруг нас сложный мир электромагнитных волн различных частот: излучения мониторов компьютеров, сотовых телефонов, микроволновых печей, телевизоров и др. В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов.

Радиоволны — это электромагнитные волны (с длиной волны от 10000 м до 0,005 м), служащие для передачи сигналов (информации) на расстояние без проводов. В радиосвязи радиоволны создаются высокочастотными токами, текущими в антенне.

Электромагнитные излучения с длиной волны, от 0,005 м до 1 мкм, т.е. лежащие между диапазоном радиоволн и диапазоном видимого света, называются инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Источником инфракрасного излучения служат печи, батареи, электрические лампы накаливания. С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать в видимый свет и получать изображения нагретых предметов в полной темноте.

К видимому свету относят излучения с длиной волны примерно 770 нм до 380 нм, от красного до фиолетового цвета. Значение этого участка спектра электромагнитных излучений в жизни человека исключительно велико, так как почти все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения.

Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового цвета, называют ультрафиолетовым излучением. Оно способно убивать болезнетворные бактерии.

Рентгеновское излучение невидимо глазом. Оно проходит без существенного поглощения через значительные слои вещества, непрозрачного для видимого света, что используют для диагностики заболеваний внутренних органов.

Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц.

Особенности электромагнитного излучения разных диапазонов[]

Распространение электромагнитных волн, временны́е зависимости электрического E(t){\displaystyle {\mathit {E}}(t)\,} и магнитного H(t){\displaystyle {\mathit {H}}(t)\,} полей, определяющий тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды.

Электромагнитные излучения различных частот взаимодействуют с веществом также по-разному. Процессы излучения и поглощения радиоволн обычно можно описать с помощью соотношений классической электродинамики; а вот для волн оптического диапазона и, тем более, жестких лучей необходимо учитывать уже их квантовую природу.

Электромагнитные волны – уравнение, структура кратко

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 75.

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 75.

Волновые процессы – одни из самых распространенных в природе, они могут иметь совершенно разный вид, однако, у них есть многие общие черты. Одним из видов волн являются электромагнитные. Рассмотрим это явление подробнее.

Дальнодействие и близкодействие

Первые опыты показывали, что в основе взаимодействия зарядов лежит принцип дальнодействия. Получалось, что один заряд «чувствует» присутствие другого заряда непосредственно, через любые пространства.

Однако, уравнения электродинамики, разработанные Дж. Максвеллом, предсказывали, что электрическое взаимодействие распространяется с конечной (хотя, и очень высокой) скоростью. Если с зарядом что-то произойдет (например, он исчезнет), то кулоновская сила, которая действовала на другие заряды, еще некоторое время не будет меняться.

Любое событие, происходящее с зарядом, сперва создает локальное изменение электрического поля, и затем это изменение распространяется все дальше и дальше, пока не достигает других зарядов, взаимодействующих с первым.

Наиболее интересные явления происходят, если скорость изменений, происходящим с зарядом, будет также меняться (если заряд будет двигаться с ускорением). В этом случае распространяющиеся изменения электрического поля вдали от заряда будут «не успевать» за изменением скорости движения заряда, электрическое поле «оторвется» от заряда, и будет распространяться независимо. В пространстве появится электромагнитная волна.

Распространение электромагнитной волны

Самым простым движением, включающим в себя ускорение, является колебание заряда по гармоническому закону. Такое колебание заряда порождает колебание электрического поля вокруг заряда, вектор $\overrightarrow E$ которого параллелен вектору перемещения заряда.

А согласно закону электромагнитной индукции, изменение электрического поля порождает вихревое магнитное поле, вектор $\overrightarrow B$ которого перпендикулярен изменению вектора электрического поля $\overrightarrow E$.

Возникшее изменяющееся вихревое магнитное поле, в свою очередь, порождает вихревое изменяющееся электрическое поле, вектор которого $\overrightarrow E$ перпендикулярен вектору породившего его магнитного поля $\overrightarrow B$.

Таким образом, по мере удаления от колеблющегося заряда, возникает структура электрических и магнитных вихревых полей, поддерживающих друг друга, вектора которых взаимно перпендикулярны.

Распространение порождающих друг друга вихревых электрического и магнитного полей во все стороны от заряда, называется электромагнитной волной. Колебания напряженности поля происходят в направлении, перпендикулярном распространению, то есть, электромагнитные волны являются поперечными.

При этом порождение магнитного поля электрическим требует некоторой энергии (и наоборот). Таким образом, электромагнитные волны, распространяясь, переносят энергию.

Если выписать в таблицу фазы векторов $\overrightarrow E$ и $\overrightarrow B$ с соответствующими расстояниями, то можно видеть, что на различном расстоянии фазы различны. Минимальное расстояние между точками с одинаковой фазой векторов, называется длиной волны $\lambda$.

Энергия такого «самоподдерживающегося» распространения волны падает гораздо медленнее, чем энергия породившего его поля. Именно поэтому мы можем видеть свет далеких звезд, хотя ни электрические ни магнитные поля от них до нас не доходят.

Что мы узнали

Кратко об электромагнитных волнах можно сказать, что это система распространяющихся вихревых электрического и магнитного полей, взаимно порождающих друг друга. Электромагнитные волны является поперечными, и при своем распространении переносят энергию.

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!