Электромагнитное излучение определение. Прием электромагнитных волн и явление рассеяния

Электромагнитное излучение существует ровно столько, сколько живет наша Вселенная. Оно сыграло ключевую роль в процессе эволюции жизни на Земле. По факту, это возмущение состояние электромагнитное поля, распространяемого в пространстве.

Характеристики электромагнитного излучения

Любую электромагнитную волну описывают с помощью трех характеристик.

1. Частота.

2. Поляризация.

Поляризация – одна из основных волновых атрибутов. Описывает поперечную анизотропию электромагнитных волн. Излучение считается поляризованным тогда, когда все волновые колебания происходят в одной плоскости.

Это явление активно используют на практике. Например, в кино при показе 3D фильмов.

С помощью поляризации очки IMAX разделяют изображение, которое предназначено для разных глаз.

Частота – число гребней волны, которые проходят мимо наблюдателя (в данном случае – детектора) за одну секунду. Измеряется в герцах.

Длина волны – конкретное расстояние между ближайшими точками электромагнитного излучения, колебания которых происходят в одной фазе.

Электромагнитное излучение может распространяться практически в любой среде: от плотного вещества до вакуума.

Скорость распространения в вакууме равна 300 тыс. км за секунду.

Интересное видео о природе и свойствах ЭМ волн смотрите в видео ниже:

Виды электромагнитных волн

Все электромагнитное излучение делят по частоте.

1. Радиоволны. Бывают короткими, ультракороткими, сверхдлинными, длинными, средними.

Длина радиоволн колеблется от 10 км до 1 мм, а от 30 кГц до 300 ГГц.

Их источниками может быть как деятельность человека, так и различные естественные атмосферные явления.

2. . Длина волны лежит в пределах 1мм — 780нм, а может доходить до 429 ТГц. Инфракрасное излучение еще называют тепловым. Основа всей жизни на нашей планете.

3. Видимый свет. Длина 400 — 760/780нм. Соответственно колеблется в пределах 790-385 ТГц. Сюда относят весь спектр излучения, которое можно увидеть человеческим глазом.

4. . Длина волны меньше, чем в инфракрасного излучения.

Может доходить до 10 нм. таких волн очень большая – порядка 3х10^16 Гц.

5. Рентгеновские лучи . волны 6х10^19 Гц, а длина порядка 10нм — 5пм.

6. Гамма волны. Сюда относят любое излучение, которого больше, чем в рентгеновских лучах, а длина – меньше. Источником таких электромагнитных волн являются космические, ядерные процессы.

Сфера применения

Где-то начиная с конца XIX столетия, весь человеческий прогресс был связан с практическим применением электромагнитных волн.

Первое о чем стоит упомянуть – радиосвязь. Она дала возможность людям общаться, даже если они находились далеко друг от друга.

Спутниковое вещание, телекоммуникации – являются дальнейшим развитием примитивной радиосвязи.

Именно эти технологии сформировали информационный облик современного общества.

Источниками электромагнитного излучения следует рассматривать как крупные промышленные объекты, так и различные линии электропередач.

Электромагнитные волны активно используются в военном деле (радары, сложные электрические устройства). Также без их применения не обошлась и медицина. Для лечения многих болезней могут использовать инфракрасное излучение.

Рентгеновские снимки помогают определить повреждения внутренних тканей человека.

С помощью лазеров проводят ряд операций, требующих ювелирной точности.

Важность электромагнитного излучения в практической жизни человека сложно переоценить.

Советское видео о электромагнитном поле:

Возможное негативное влияние на человека

Несмотря на свою полезность, сильные источники электромагнитного излучения могут вызывать такие симптомы:

Усталость;

Головную боль;

Тошноту.

Чрезмерное воздействие некоторых видов волн вызывают повреждения внутренних органов, центральной нервной системы, мозга. Возможны изменения в психике человека.

Интересное виде о влиянии ЭМ волн на человека:

Чтобы избежать таких последствий практически во всех странах мира действуют стандарты, регулирующие электромагнитную безопасность. Для каждого типа излучений существуют свои регулирующие документы (гигиенические нормы, нормы радиационной безопасности). Влияние электромагнитных волн на человека до конца не изучено, поэтому ВОЗ рекомендует минимизировать их воздействие.

С постоянным развитием высоких технологий появляется все большее количество источников вредоносных лучей, окружающих человека и природу со всех сторон. Вопросы электромагнитного излучения и его влияния на организм человека сегодня обсуждаются учеными мирового масштаба.

Полностью ограничить себя от воздействия вредных излучений не представляется возможным, но предотвратить их избыток можно и необходимо, достаточно разобраться в том, что это такое.

Одним из доказанных фактов воздействия электромагнитного поля становится его негативное влияние не только на здоровье человека, но и на его мысли, поведение и даже психологическую составляющую. К такому выводу пришли ученые, исследовав длительное взаимодействие волн с человеческим организмом. Источниками этих волн являются всевозможные электронные приборы, компьютер, WI-FI, линии электропередач и многое другое.

Таким образом, основываясь на исследованиях, специалисты выявили теорию о том, что развивающиеся болезни и патологии в организме человека имеют место благодаря воздействию лучей извне. Более того, продукты распада способны даже вызвать отравление клеток организма. К счастью, человек может обезопасить себя и своих близких от вредоносных волн, зная элементарные способы защиты от электромагнитного излучения.

Виды электромагнитных излучений подразделяются на радиоволны, инфракрасное (тепловое) излучение, видимое (оптическое) излучение, ультрафиолетовое и жесткое излучения. ВАЖНО: в данном случае положительным является ответ на вопрос «относится ли видимый свет к электромагнитным излучениям».

Радиоволновая болезнь

К началу 60-х годов специалистам удалось обнаружить новое веяние в медицине - радиоволновую болезнь. Спектр распространения данной болезни весьма широк - 1/3 населения. Нельзя не сказать о том, что в большинстве случаев человек подвергается воздействию волн не по своей воле. Однако радиоволновая болезнь уже обозначена рядом симптомов, среди которых:

головные боли;
головокружение;
повышенная утомляемость;
нарушение сна;
депрессия;
рассеянность внимания.

Поскольку подобная симптоматика относится к множеству разновидностей заболеваний, диагностировать вышеназванную становится крайне проблематично. Но, как и любая болезнь, радиоволновая способна развиваться и прогрессировать.

В результате ее распространения по организму человек рискует заработать сердечную аритмию, хронические респираторные заболевания и даже колебание уровня сахара в крови. Происходит это посредством разрушения электромагнитного поля человека, поражая даже клетки его тела.

Данная болезнь проявляет себя по-разному в зависимости от органа или системы, которые она поражает:

Нервная система – речь идет об ухудшении проводимости нейронов - нервных клеток мозга, которые поддаются воздействию электромагнитных излучений, влияющих на человека. Таким образом происходит деформация в их работе, что приводит к нарушению условных и безусловных рефлексов, ухудшению функционирования конечностей, появления галлюцинаций, раздражительности. Известны случаи попыток суицида на фоне развивающегося недуга.
Иммунная система – в данном случае происходит подавление иммунитета. А клетки, отвечающие за его защиту, сами поддаются влиянию электромагнитных волн, таким образом создавая дополнительное негативное влияние со всех сторон.
Кровь – электрочастоты провоцируют слипание клеток крови между собой, способствуя ухудшению оттока крови, образованию тромбов. Таким образом может произойти лишний выброс адреналина в организм, что само по себе губительно для здоровья. Говорить о нарушении работоспособности сердечно-сосудистой системы не приходится - очевидная аритмия, развитие бляшек в сердечной мышце и другие виды сердечной недостаточности, как негативное влияние электромагнитных волн на организм человека.
Эндокринная система – поскольку эта система отвечает за контроль функционирования гормонов в организме, влияние электромагнитных полей говорит само за себя. Производной такого влияния становится разрушение печени.
Половая система – зачастую женщины подвержены большему влиянию электромагнитного излучения, чем мужчины. Обладая повышенной чувствительностью к влиянию извне, женский организм способен буквально «всасывать» вредоносные излучения. Особенно опасно такое влияние при беременности. В первые недели плод недостаточно сильно закреплен на плаценте, поэтому велика вероятность потери связи с матерью при резком выбросе излучения. Касаемо более поздних сроков - статистика такова, что электромагнитное излучение влияет на изменение в генетическом коде ребенка, деформацию ДНК.

Последствия ЭМИ

Радиоволновая болезнь ежегодно приобретает новые формы, расширяясь и прогрессируя, в зависимости от количества и уровня источников излучения. Специалисты определили ряд последствий не только индивидуально, но и в масштабном смысле:

Рак – не секрет, что онкологические заболевания проявляют себя при совершенно разных условиях. Однако учеными доказано усиление негативного воздействия электромагнитного излучения на раковые клетки. Таким образом, исследования в Японии подтвердили наличие повышенного уровня риска заболевания детской лейкемией у лиц, спальни которых в буквальном смысле «светятся» от наличия электроприборов и их составляющих.
Нарушение психики – в последние годы участились случаи ухудшения восприятия окружающего мира у подвергшихся избыточному уровню электромагнитного излучения. Речь идет не только о так называемых классических симптомах, но и о развивающемся страхе ЭМИ. Такой страх нередко перерастает в фобию, у человека начинается паника от мысли о том, что любой выброс излучения может спровоцировать болезненные ощущения в том или ином органе или части тела.
Мертворождение – по официальным данным, на сегодняшний день риск смерти плода возрастает на 15% при условии, что мать находится в постоянном контакте с источниками электромагнитного излучения. Кроме мертворождения повышается вероятность развития патологий у еще не родившегося ребенка, замедление в развитии, преждевременные роды, выкидыш. Таково влияние электромагнитного излучения на здоровье человека и будущего поколения.

Кроме огромного негативного действия электромагнитного излучения на организм человека, эти волны способны отравлять окружающую среду. К наиболее подверженным участкам можно отнести районы с большим скоплением высокочастотных линий электропередач. Зачастую их располагают вдали от жилых домов, однако в индивидуальных случаях имеет место наличие таких электропередач вблизи от населенных пунктов.

Растительный и животный мир также подвергается негативному воздействию вредоносных лучей. В свою очередь, человек употребляет в пищу облученных животных и продукты питания и, как следствие, получает дополнительную дозу зараженных излучением частиц в свой организм. Подобный процесс крайне сложно проконтролировать по причине независящих от человека факторов, но воздействовать на него все-таки можно.

Видео: невидимый враг – электромагнитное излучение.

Факты

Чтобы понимать, что представляет собой воздействие электромагнитных полей на организм человека, достаточно ознакомиться с нижеперечисленными фактами:

Изменения в крови и моче 9-летнего ребенка спустя 15 минут после расположения у компьютера совпадают с изменениями в анализах ракового больного. Подростки подвержены подобному влиянию через полчаса нахождения возле компьютера. А взрослый человек подвергается изменению в анализах через 2 часа.
Сигнал, поступающий от переносного радиотелефона, способен проникнуть в мозг на расстояние до 37,5 мм.
Электрики подвержены заболеванию раком мозга в 13 раз чаще в сравнении с представителями иных профессий. Уровень магнитного поля у таких работников практически разрушен.
13-летний ребенок, поговоривший по телефону около 2-х минут, подвергается биоэлектрическому изменению мозга, которое имеет место спустя несколько часов после разговора.
Животные, даже мало облученные дозой электромагнитного излучения, начинали отставать в развитии, приобретали патологии в организме, как при радиации.

Нормы электромагнитного излучения имеют следующие значения:

Радиоволны - ультракороткие (0,1мм-1м/30МГц-300ГГц), короткие (10-100м/3 МГц-30 МГц), средние (100м-1км/300кГц-3МГц), длинные (1км-10км/30кГц-300кГц), сверхдлинные (более 10км/менее 30 кГц).
Оптическое излучение - ультрафиолетовое (380-10нм/7,5*10 в 14ст Гц-3*10 в 16 ст Гц), видимое излучение (780-380нм/429ТГц-750ТГц), инфракрасное излучение (1мм-780нм/300ГГц-429ТГц).
Ионизирующее электромагнитное излучение - рентгеновские, гамма. Более подробная таблица расчетов норм ЭМИ включает в себя дополнительные источники распространения вредоносных волн.

Полностью обезопасить себя от воздействия вредоносных волн не предоставляется возможным. Однако на сегодняшний день существует ряд факторов, которые способны предотвратить избыточное влияние электромагнитного излучения на организм человека:

Приобретение специального дозиметра. Такой детектор поможет вычислить наиболее опасные источники излучения, рассчитав частоту их волн и, как следствие, сократить время пребывания около таких очагов или исключить полностью. Приборы для измерения электромагнитных полей доступны в любом бытовом магазине.
Разделение источников излучения по площади. Не рекомендуется эксплуатировать электромагнитные приборы в близком радиусе между собой, в противном случае возрастает их негативное влияние на окружающую среду и человеческий организм, нанося максимальный вред.
Изолирование источников излучения. Речь идет, например, о холодильнике. Желательно использовать его на расстоянии от обеденного стола. Аналогичная ситуация с компьютером или ноутбуком: дистанция до места дислокации (диван, кровать) должна быть не меньше полутора метров.
Исключение игрушек с ЭМИ. Электромагнитное воздействие радиоуправляемых и электрических атрибутов для детской комнаты представляет серьезную угрозу для здоровья взрослого человека, а для детей крайне губительны. Рекомендовано избавить помещение от излучаемых ЭМИ игрушек.
Изолирование радиотелефона. Такая техника способна излучать вредоносные волны на радиус до 10 метров. Крайне важно убрать как можно дальше подобную электронику. Такой метод защиты обезопасит от основного источника вредоносных излучений, поскольку радиотелефон работает 24 часа в сутки.
Исключение покупки поддельных телефонов. Низкая цена на подобные товары обуславливается вредоносным излучением электромагнитных волн на человека в первую очередь.
Тщательный подбор бытовых приборов. В данном случае речь идет, непосредственно, о приборах со стальным корпусом.

Кроме вышеназванных факторов существуют всем известные простые способы защиты от электромагнитного излучения, соблюдение которых также позволит обезопасить себя от ЭМИ, сведя риск облучения к наименьшему показателю:

Не рекомендуется находиться возле работающей микроволновой печи, поскольку ее волны оказывают крайне негативное влияние на окружающую среду, если брать в сравнение бытовые приборы.
Нежелательно слишком близкое нахождение у монитора.
Исключено нахождение поблизости с высокочастотными линиями электропередач.
Рекомендуется избегать повышенного количества ювелирных изделий на теле, которые перед сном желательно снять.
Одобрено наличие электроприборов, аналоговых средств бытового характера, техники и проводки на расстоянии от 2-х метров от кровати.
Рекомендовано минимальное количество времени около работающих электроприборов и подобной техники.
Нежелательно нахождение неработающих приборов в состоянии включения.

Зачастую люди не придают особого значения тому, какой вред электромагнитного излучения могут нанести самые обычные бытовые приборы и другие факторы, окружающие их, поскольку не способны увидеть их волны. Эта особенность и делает ЭМИ крайне опасными для жизнедеятельности всего живого.

Имея возможность накапливаться в организме, вредоносные лучи поражают системы жизнедеятельности, проявляясь в самых разных болезнях и недугах. Всю масштабность данной проблемы человечеству удастся разглядеть спустя поколение - лишь тогда будет обозначено конкретное влияние на здоровье тех, кому довелось прожить свою жизнь в окружении источников ЭМИ.

Электромагнитное излучение (ЭМИ) сопровождает современного человека повсюду. Любая техника, чье действие основано на электричестве испускает волны энергии. О некоторых разновидностях такого излучения говорят постоянно – это радиация, ультрафиолет и , опасность которых всем давно известна. Но про воздействие электромагнитных полей на организм человека, если оно происходит из-за работающего телевизора или смартфона, люди стараются не задумываться.

Виды электромагнитного излучения

Прежде чем описывать опасность того или иного вида излучения, необходимо разобраться о чем вообще идет речь. Школьный курс физики рассказывает о том, что энергия распространяется в виде волн. В зависимости от их частоты и длины различают большое количество видов излучения. Так к электромагнитным волнам относятся:

Высокочастотное излучение. К нему относят рентгеновские и гамма-лучи. Они также известны как ионизирующее излучение.
Среднечастотное излучение. Это видимый спектр, который люди воспринимают как свет. В верхней и нижней частотной шкале располагаются ультрафиолет и инфракрасное излучение.
Низкочастотное излучение. К нему относят радио и микроволны.

Чтобы объяснить влияние электромагнитного излучения на организм человека все эти виды подразделяют на 2 большие категории – ионизирующее и неионизирующее излучение. Отличие между ними достаточно простое:

Ионизирующее излучение воздействует на атомарную структуру вещества. Из-за этого у биологических организмов нарушается структура клеток, видоизменяется ДНК и появляются опухоли.
Неионизирующее излучение долго считалось безвредным. Но последние исследования ученых демонстрируют, что при большой мощности и длительном воздействии оно не менее опасно для здоровья.

Источники ЭМИ

Неионизирующие электромагнитные поля и излучения окружают человека повсюду. Их излучает любая электронная техника. Кроме того, нельзя забывать про линии электропередач, по которым проходят мощнейшие заряды электричества. Также ЭМИ излучают трансформаторы, лифты и прочие технические приспособления, обеспечивающие комфортные условия жизни.

Таким образом, достаточно включить телевизор или поговорить по телефону, чтобы источники электромагнитного излучения начали воздействовать на организм. Даже такая, вроде бы безопасная вещь, как электронный будильник может со временем влиять на здоровье.

Устройства измеряющие ЭМИ

Чтобы определить, насколько сильно воздействует на организм тот или иной источник ЭМИ, используются приборы для измерения электромагнитных полей. Самый простой и широко известный – индикаторная отвертка. Светодиод на ее конце горит ярче при мощном источнике излучения.

Есть также и профессиональные устройства – флюксметры. Такой детектор электромагнитного излучения способен определить мощность источника и выдать его числовые характеристики. Затем их можно записать на компьютер и обработать, используя различные примеры измеряемых величин и частот.

Для человека по нормам РФ безопасной считается доза ЭМИ в 0,2 мкТл.

Более точные и развернутые таблицы представлены в ГОСТах и СанПиНах. В них можно найти формулы, благодаря которым можно рассчитать насколько опасен источник ЭМИ и как измерить электромагнитное излучение в зависимости от расположения техники и размеров помещения.

Если радиация измеряется в Р/ч (количество рентген в час), то ЭМИ – в В/м 2 (вольтах на метр квадратный площади). Безопасной нормой для человека, в зависимости от частоты волны, измеряемой в герцах, считаются следующие показатели:

до 300 кГц – 25 В/м 2 ;
3 мГц – 15 В/м 2 ;
30 мГц – 10 В/м 2 ;
300 мГц – 3 В/м 2 ;
Свыше 0,3 ГГц – 10 мкВ/см 2 .

Именно благодаря замерам этих показателей и определяется безопасность для человека того или иного источника ЭМИ.

Как электромагнитное излучение влияет на человека?

Учитывая, что многие люди с детства постоянно контактируют с электрическими приборами, возникает закономерный вопрос: а настолько ли опасно ЭМИ? В отличие от радиации оно не приводит к лучевой болезни и его влияние незаметно. И стоит ли соблюдать нормы электромагнитного излучения?

Ученые также задались этим вопросом еще в 60-х годах 20-го века. Более 50 лет исследований показали, что электромагнитное поле человека видоизменяется под действием других излучений. Это приводит к развитию, так называемой, «радиоволновой болезни».

Побочные электромагнитные излучения и наводки нарушают работу многих систем органов. Но наиболее чувствительными к их воздействию оказываются нервная и сердечно-сосудистая.

Согласно статистике последних лет, около трети населения подвержено радиоволновой болезни. Она проявляется через симптомы, знакомые многим:

депрессия;
хроническая усталость;
бессонница;
головные боли;
нарушения концентрации внимания;
головокружения.

При этом негативное влияние электромагнитного излучения на здоровье человека наиболее опасно тем, что врачи до сих пор не могут его диагностировать. После осмотра и сдачи анализов пациент отправляется домой с диагнозом: «Здоров!». В то же время, если ничего не предпринимать, то болезнь разовьется и перейдет в хроническую стадию.

Каждая из систем органов отреагирует на электромагнитное воздействие по-разному. Наиболее чувствительна к воздействию электромагнитных полей на человека центральная нервная система.

ЭМИ ухудшает проходимость сигнала по нейронам головного мозга. Как результат, это затрагивает деятельность организма в целом.

Также со временем проявляются негативные последствия для психики – нарушается внимание и память, а в худших случаях проблемы трансформируются в бред, галлюцинации и суицидальные наклонности.

Влияние электромагнитных волн на живые организмы оказывает масштабное воздействие и через кровеносную систему.

Эритроциты, тромбоциты и прочие тельца имеют собственные потенциалы. Под воздействием электромагнитного излучения на человека они могут слипаться. Как результат, происходит закупорка сосудов и ухудшается выполнение транспортной функции крови.

Также ЭМИ снижает проницаемость клеточных мембран. Как результат все ткани, попадающие под излучение, недополучают необходимые кислород и питательные вещества. Кроме того снижается эффективность кроветворных функций. Сердце в свою очередь реагирует на данную проблему аритмией и падением проводимости миокарда.

Влияние электромагнитных волн на организм человека уничтожает иммунитет. Из-за слипания кровяных телец лимфоциты и лейкоциты оказываются заблокированными. Соответственно инфекция просто не встречает противодействия защитных систем. Как результат, не только увеличивается частота простудных заболеваний, но и происходит обострение хронических недугов.

Еще одно последствие вреда от электромагнитного излучения – нарушение выработки гормонов. Воздействие на головной мозг и кровеносную систему стимулирует работу гипофиза, надпочечников и других желез.

Половая система также чувствительна к электромагнитному излучению, влияние на человека может при этом быть катастрофическим. Учитывая нарушения выработки гормонов, у мужчин падает потенция. Но для женщин последствия серьезней – во время первого триместра беременности сильная доза облучения способна привести к выкидышу. А если этого и не случится, то возмущение электромагнитного поля может нарушить нормальный процесс деления клеток, повреждая ДНК. Результат – патологии развития детей.

Действие на организм человека электромагнитных полей разрушительно, что подтверждено многочисленными исследованиями.

Учитывая, что современная медицина практически ничего не может противопоставить радиоволновой болезни, необходимо стараться обезопасить себя самостоятельно.

Защита от ЭМИ

Учитывая весь возможный вред, который приносит влияние электромагнитного поля на живые организмы, были разработаны простые и надежные правила безопасности. На предприятиях, в которых человек постоянно сталкивается с высокими уровнями ЭМИ, для рабочих предусмотрены специальные защитные экраны и экипировка.

Но в домашних условиях источники электромагнитного поля так не экранировать. Это как минимум будет неудобно. Поэтому следует понять, как себя обезопасить иными способами. Всего есть 3 правила, которые надо соблюдать постоянно, чтобы снизить влияние электромагнитного поля на здоровье человека:

Находиться как можно дальше от источников ЭМИ. Для линий ЛЭП достаточно 25 метров. А экран монитора или телевизора опасен, если расположен ближе чем на расстоянии 30 см. Смартфоны и планшеты достаточно носить не в карманах, а сумочках или барсетках в 3 см. от тела.
Уменьшить время контакта с ЭМИ. Это значит, что не надо стоять долго возле работающих источников электромагнитного поля. Даже если хочется проследить за готовкой пищи на электрической плите или погреться у обогревателя.
Выключать неиспользуемые электроприборы. Это не только снизит уровень электромагнитного излучения, но и поможет сэкономить деньги на счетах за электроэнергию.

Еще можно провести комплекс профилактических мер, чтобы воздействие электромагнитных волн было минимальным. Например, замерив с помощью дозиметра мощность излучения различных приборов, надо записать показания ЭМП. Затем излучатели можно распределить по комнате, чтобы снизить нагрузку на отдельные участки площади. Также важно учитывать, что стальной корпус хорошо экранирует ЭМИ.

Не стоит забывать, что электромагнитные излучения радиочастотного диапазона от средств связи постоянно оказывают влияние на поля человека, пока эти приборы включены. Поэтому перед сном и во время работы их лучше отложить подальше.

Содержание статьи

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, электромагнитные волны, возбуждаемые различными излучающими объектами, – заряженными частицами, атомами, молекулами, антеннами и пр. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания.

Может показаться удивительным, что внешне столь разные физические явления имеют общую основу. В самом деле, что общего между кусочком радиоактивного вещества, рентгеновской трубкой, ртутной газоразрядной лампой, лампочкой фонарика, теплой печкой, радиовещательной станцией и генератором переменного тока, подключенным к линии электропередачи? Как, впрочем, и между фотопленкой, глазом, термопарой, телевизионной антенной и радиоприемником. Тем не менее, первый список состоит из источников, а второй – из приемников электромагнитного излучения. Воздействия разных видов излучения на организм человека тоже различны: гамма- и рентгеновское излучения пронизывают его, вызывая повреждение тканей, видимый свет вызывает зрительное ощущение в глазу, инфракрасное излучение, падая на тело человека, нагревает его, а радиоволны и электромагнитные колебания низких частот человеческим организмом и вовсе не ощущаются. Несмотря на эти явные различия, все названные виды излучений – в сущности разные стороны одного явления.

Взаимодействие между источником и приемником формально состоит в том, что при всяком изменении в источнике, например при его включении, наблюдается некое изменение в приемнике. Это изменение происходит не сразу, а спустя некоторое время, и количественно согласуется с представлением о том, что нечто перемещается от источника к приемнику с очень большой скоростью. Сложная математическая теория и огромное число разнообразных экспериментальных данных показывают, что электромагнитное взаимодействие между источником и приемником, разделенными вакуумом или разреженным газом, может быть представлено в виде волн, распространяющихся от источника к приемнику со скоростью света с .

Скорость распространения в свободном пространстве одинакова для всех типов электромагнитных волн от гамма-лучей до волн низкочастотного диапазона. Но число колебаний в единицу времени (т.е. частота f ) меняется в очень широких пределах: от нескольких колебаний в секунду для электромагнитных волн низкочастотного диапазона до 10 20 колебаний в секунду в случае рентгеновского и гамма-излучений. Поскольку длина волны (т.е. расстояние между соседними горбами волны; рис. 1) дается выражением l = с /f , она тоже изменяется в широких пределах – от нескольких тысяч километров для низкочастотных колебаний до 10 –14 м для рентгеновского и гамма-излучений. Именно поэтому взаимодействие электромагнитных волн с веществом столь различно в разных частях их спектра. И все же все эти волны родственны между собой, как родственны водяная рябь, волны на поверхности пруда и штормовые океанские волны, тоже по-разному воздействующие на объекты, встречающиеся на их пути. Электромагнитные волны существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приемнику через вакуум или межзвездное пространство. Например, рентгеновские лучи, возникающие в вакуумной трубке, воздействуют на фотопленку, расположенную вдали от нее, тогда как звук колокольчика, находящегося под колпаком, услышать невозможно, если откачать воздух из-под колпака. Глаз воспринимает идущие от Солнца лучи видимого света, а расположенная на Земле антенна – радиосигналы удаленного на миллионы километров космического аппарата. Таким образом, никакой материальной среды, вроде воды или воздуха, для распространения электромагнитных волн не требуется.

Источники электромагнитного излучения.

Несмотря на физические различия, во всех источниках электромагнитного излучения, будь то радиоактивное вещество, лампа накаливания или телевизионный передатчик, это излучение возбуждается движущимися с ускорением электрическими зарядами. Различают два основных типа источников. В «микроскопических» источниках заряженные частицы скачками переходят с одного энергетического уровня на другой внутри атомов или молекул. Излучатели такого типа испускают гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное, а в некоторых случаях и еще более длинноволновое излучение (примером последнего может служить линия в спектре водорода, соответствующая длине волны 21 см, играющая важную роль в радиоастрономии). Источники второго типа можно назвать макроскопическими. В них свободные электроны проводников совершают синхронные периодические колебания. Электрическая система может иметь самые разнообразные конфигурации и размеры. Системы такого типа генерируют излучение в диапазоне от миллиметровых до самых длинных волн (в линиях электропередачи).

Гамма-лучи испускаются самопроизвольно при распаде ядер атомов радиоактивных веществ, например радия. При этом происходят сложные процессы изменения структуры ядра, связанные с движением зарядов. Генерируемая частота f определяется разностью энергий E 1 и E 2 двух состояний ядра: f = (E 1 – E 2)/h , где h – постоянная Планка.

Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке в вакууме поверхности металлического анода (антикатода) электронами, обладающими большими скоростями. Быстро замедляясь в материале анода, эти электроны испускают так называемое тормозное излучение, имеющее непрерывный спектр, а происходящая в результате электронной бомбардировки перестройка внутренней структуры атомов анода, в результате которой атомные электроны переходят в состояние с меньшей энергией, сопровождается испусканием так называемого характеристического излучения, частоты которого определяются материалом анода.

Такие же электронные переходы в атоме дают ультрафиолетовое и видимое световое излучение. Что же касается инфракрасного излучения, то оно обычно является результатом изменений, мало затрагивающих электронную структуру и связанных преимущественно с изменениями амплитуды колебаний и вращательного момента импульса молекулы.

В генераторах электрических колебаний имеется «колебательный контур» того или иного типа, в котором электроны совершают вынужденные колебания с частотой, зависящей от его конструкции и размеров. Наиболее высокие частоты, соответствующие миллиметровым и сантиметровым волнам, генерируются клистронами и магнетронами – электровакуумными приборами с металлическими объемными резонаторами, колебания в которых возбуждаются токами электронов. В генераторах более низких частот колебательный контур состоит из катушки индуктивности (индуктивность L ) и конденсатора (емкость C ) и возбуждается ламповой или транзисторной схемой. Собственная частота такого контура, которая при малом затухании близка к резонансной, дается выражением .

Переменные поля очень низких частот, используемые для передачи электрической энергии, создаются электромашинными генераторами тока, в которых роторы, несущие проволочные обмотки, вращаются между полюсами магнитов.

Теория Максвелла, эфир и электромагнитное взаимодействие.

Когда океанский лайнер в тихую погоду проходит на некотором расстоянии от рыбацкой лодки, то спустя какое-то время лодка начинает сильно раскачиваться на волнах. Причина этого всем понятна: от носа лайнера по поверхности воды бежит волна в виде последовательности горбов и впадин, которая и достигает рыбацкой лодки.

Когда при помощи специального генератора в установленной на искусственном спутнике Земли и направленной на Землю антенне возбуждаются колебания электрического заряда, в приемной антенне на Земле (также через некоторое время) возбуждается электрический ток. Как же передается взаимодействие от источника к приемнику, если между ними отсутствует материальная среда? И если сигнал, поступающий на приемник, можно представить в виде некоторой падающей волны, то что это за волна, которая способна распространяться в вакууме, и как могут возникать горбы и впадины там, где ничего нет?

Над этими вопросами в применении к видимому свету, распространяющемуся от Солнца к глазу наблюдателя, ученые задумывались уже давно. На протяжении большей части 19 в. такие физики, как О.Френель , И.Фраунгофер , Ф.Нейман, пытались найти ответ в том, что пространство на самом деле не пусто, а заполнено некой средой («светоносным эфиром»), наделенной свойствами упругого твердого тела. Хотя такая гипотеза и помогла объяснить некоторые явления в вакууме, она привела к непреодолимым трудностям в задаче о прохождении света через границу двух сред, например воздуха и стекла. Это побудило ирландского физика Дж.Мак-Куллага отбросить идею упругого эфира. В 1839 он предложил новую теорию, в которой постулировалось существование среды, по своим свойствам отличной от всех известных материалов. Такая среда не оказывает сопротивления сжатию и сдвигу, но сопротивляется вращению. Из-за этих странных свойств модель эфира Мак-Куллага вначале на вызвала особого интереса. Однако в 1847 Кельвин продемонстрировал наличие аналогии между электрическими явлениями и механической упругостью. Исходя из этого, а также из представлений М.Фарадея о силовых линиях электрического и магнитного полей, Дж.Максвелл предложил теорию электрических явлений, которая, по его словам, «отрицает действие на расстоянии и приписывает электрическое действие напряжениям и давлениям в некой всепроникающей среде, причем эти напряжения такие же, с какими имеют дело инженеры, а среда и есть именно та среда, в которой, как предполагают, распространяется свет». В 1864 Максвелл сформулировал систему уравнений, охватывающую все электромагнитные явления. Примечательно, что его теория во многом напоминала теорию, предложенную за четверть века до этого Мак-Куллагом. Уравнения Максвелла были столь всеохватывающими, что из них выводились законы Кулона , Ампера , электромагнитной индукции и следовал вывод о совпадении скорости распространения электромагнитных явлений со скоростью света.

После того как уравнениям Максвелла была придана более простая форма (заслуга в основном О.Хевисайда и Г.Герца), полевые уравнения стали ядром электромагнитной теории. Хотя эти уравнения сами по себе и не требовали максвелловской интерпретации на основе представлений о напряжениях и давлениях в эфире, такая интерпретация повсеместно была принята. Несомненный успех уравнений в предсказании и объяснении различных электромагнитных явлений был воспринят как подтверждение справедливости не только уравнений, но и механистической модели, на основе которой они были выведены и истолкованы, хотя эта модель была совершенно не существенна для математической теории. Фарадеевские силовые линии поля и трубки тока наряду с деформациями и смещениями стали существенными атрибутами эфира. Энергия рассматривалась как запасенная в напряженной среде, а ее поток Г.Пойнтинг в 1884 представил вектором, носящим теперь его имя. В 1887 Герц экспериментально продемонстрировал существование электромагнитных волн. В серии блестящих экспериментов он измерил скорость их распространения, а также показал, что они могут отражаться, преломляться и поляризоваться. В 1896 Г.Маркони получил патент на радиосвязь.

В континентальной Европе независимо от Максвелла развивалась теория дальнодействия – совершенно другой подход к проблеме электромагнитного взаимодействия. Максвелл писал по этому поводу: «Согласно теории электричества, которая делает большие успехи в Германии, две заряженные частицы непосредственно действуют друг на друга на расстоянии с силой, которая, по Веберу, зависит от их относительной скорости и действует, согласно теории, основанной на идеях Гаусса и развитой Риманом, Лоренцом и Нейманом, не мгновенно, а спустя некоторое время, зависящее от расстояния. По достоинству оценить мощь этой теории, которая столь выдающимся людям объясняет любой вид электрических явлений, можно, лишь изучив ее». Теорию, о которой говорил Максвелл, наиболее полно развил датский физик Л.Лоренц с помощью скалярного и векторного запаздывающих потенциалов, почти таких же, как и в современной теории. Максвелл отвергал идею запаздывающего действия на расстоянии, будь то потенциалы или силы. «Эти физические гипотезы совершенно чужды моим представлениям о природе вещей», – писал он. Тем не менее, теория Римана и Лоренца в математическом отношении была идентична его теории, и в конце концов он согласился, что в пользу теории дальнодействия свидетельствуют более убедительные доказательства. В своем Трактате об электричестве и магнетизме (Treatise on Electricity and Magnetism , 1873) он писал: «Не следует упускать из виду, что мы сделали всего лишь один шаг в теории действия среды. Мы высказали предположение, что она находится в состоянии напряжения, но совершенно не объяснили, что это за напряжение и как оно поддерживается».

В 1895 голландский физик Х.Лоренц объединил ранние ограниченные теории взаимодействия между неподвижными зарядами и токами, которые предвосхищали теорию запаздывающих потенциалов Л.Лоренца и были созданы в основном Вебером, с общей теорией Максвелла. Х.Лоренц рассматривал материю как содержащую электрические заряды, которые, различными способами взаимодействуя между собой, производят все известные электромагнитные явления. Вместо того чтобы принять концепцию запаздывающего действия на расстоянии, описываемого запаздывающими потенциалами Римана и Л.Лоренца, он исходил из предположения, что движение зарядов создает электромагнитное поле , способное распространяться сквозь эфир и переносить импульс и энергию от одной системы зарядов к другой. Но необходимо ли для распространения электромагнитного поля в виде электромагнитной волны существование такой среды, как эфир? Многочисленные эксперименты, призванные подтвердить существование эфира, в том числе и эксперимент по «увлечению эфира», дали отрицательный результат. Более того, гипотеза о существовании эфира оказалась в противоречии с теорией относительности и с положением о постоянстве скорости света. Вывод можно проиллюстрировать словами А.Эйнштейна: «Если эфиру не свойственно никакое конкретное состояние движения, то вряд ли имеет смысл вводить его как некую сущность особого рода наряду с пространством».

Излучение и распространение электромагнитных волн.

Движущиеся с ускорением электрические заряды и периодически изменяющиеся токи воздействуют друг на друга с некоторыми силами. Величина и направление этих сил зависят от таких факторов, как конфигурация и размеры области, содержащей заряды и токи, величина и относительное направление токов, электрические свойства данной среды и изменения в концентрации зарядов и распределении токов источника. Из-за сложности общей постановки задачи закон сил нельзя представить в виде одной формулы. Структура, именуемая электромагнитным полем, которую при желании можно рассматривать как чисто математический объект, определяется распределением токов и зарядов, создаваемым заданным источником с учетом граничных условий, определяемых формой области взаимодействия и свойствами материала. Когда речь идет о неограниченном пространстве, эти условия дополняются особым граничным условием – условием излучения . Последнее гарантирует «правильное» поведение поля на бесконечности.

Электромагнитное поле характеризуется вектором напряженности электрического поля E и вектором магнитной индукции B , каждый из которых в любой точке пространства имеет определенную величину и направление. На рис. 2 схематически изображена электромагнитная волна с векторами E и B , распространяющаяся в положительном направлении оси х . Электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны: они представляют собой компоненты единого электромагнитного поля, поскольку переходят друг в друга при преобразованиях Лоренца. Говорят, что векторное поле линейно (плоско) поляризовано, если направление вектора остается всюду фиксированным, а его длина периодически изменяется. Если вектор вращается, но длина его не меняется, то говорят, что поле имеет круговую поляризацию; если же длина вектора периодически изменяется, а сам он вращается, то поле называется эллиптически поляризованным.

Соотношение между электромагнитным полем и колеблющимися токами и зарядами, поддерживающими это поле, можно проиллюстрировать на относительно простом, но очень наглядном примере антенны типа полуволнового симметричного вибратора (рис. 3). Если тонкую проволоку, длина которой составляет половину длины волны излучения, разрезать посередине и к разрезу подключить высокочастотный генератор, то приложенное переменное напряжение будет поддерживать примерно синусоидальное распределение тока в вибраторе. В момент времени t = 0, когда амплитуда тока достигает максимального значения, а вектор скорости положительных зарядов направлен вверх (отрицательных – вниз), в любой точке антенны заряд, приходящийся на единицу ее длины, равен нулю. По прошествии первой четверти периода (t = T /4) положительные заряды будут сосредоточены на верхней половине антенны, а отрицательные – на нижней. При этом ток равен нулю (рис. 3,б ). В момент t = T /2 заряд, приходящийся на единицу длины, равен нулю, а вектор скорости положительных зарядов направлен вниз (рис. 3,в ). Затем к концу третьей четверти заряды перераспределяются (рис. 3,г ), а по ее завершении заканчивается полный период колебаний (t = T ) и все снова выглядит так, как на рис. 3,а .

Чтобы сигнал (например, меняющийся во времени ток, приводящий в действие громкоговоритель радиоприемника) можно было передать на расстояние, излучение передатчика нужно промодулировать путем, например, изменения амплитуды тока в передающей антенне в соответствии с сигналом, что повлечет за собой модуляцию амплитуды колебаний электромагнитного поля (рис. 4).

Передающая антенна является той частью передатчика, где электрические заряды и токи совершают колебания, излучая в окружающее пространство электромагнитное поле. Антенна может иметь самые разнообразные конфигурации, в зависимости от того, какую форму электромагнитного поля необходимо получить. Она может быть одиночным симметричным вибратором или же системой симметричных вибраторов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга и обеспечивающих необходимое соотношение между амплитудами и фазами токов. Антенна может представлять собой симметричный вибратор, расположенный перед сравнительно большой плоской или изогнутой металлической поверхностью, играющей роль отражателя. В диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн особенно эффективна антенна в форме рупора, соединенного с металлической трубой-волноводом, который играет роль линии передачи. Токи в короткой антенне на входе волновода индуцируют переменные токи на его внутренней поверхности. Эти токи и связанное с ними электромагнитное поле распространяются по волноводу к рупору.

Меняя конструкцию антенны и ее геометрию, можно добиться такого соотношения амплитуд и фаз колебаний токов в различных ее частях, чтобы излучение усиливалось в одних направлениях и ослаблялось в других (антенны направленного действия).

На больших расстояниях от антенны любого типа электромагнитное поле имеет довольно простой вид: в любой данной точке векторы напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В колеблются в фазе во взаимно перпендикулярных плоскостях, убывая обратно пропорционально расстоянию от источника. При этом волновой фронт имеет форму увеличивающейся в размерах сферы, а вектор потока энергии (вектор Пойнтинга) направлен вовне по ее радиусам. Интеграл от вектора Пойнтинга по всей сфере дает полную, усредненную по времени, излучаемую энергию. При этом волны, распространяющиеся в радиальном направлении со скоростью света, переносят от источника не только колебания векторов E и B , но также импульс поля и его энергию.

Прием электромагнитных волн и явление рассеяния.

Если в зоне электромагнитного поля, распространяющегося от удаленного источника, поместить проводящий цилиндр, то индуцированные в нем токи будут пропорциональны напряженности электромагнитного поля и, кроме того, будут зависеть от ориентации цилиндра относительно фронта падающей волны и от направления вектора напряженности электрического поля. Если цилиндр имеет вид проволоки, диаметр которой мал по сравнению с длиной волны, то индуцированный ток будет максимальным, когда проволока параллельна вектору Е падающей волны. Если проволоку разрезать посередине и к образовавшимся выводам присоединить нагрузку, то к ней будет подводиться энергия, как это и имеет место в случае радиоприемника. Токи в этой проволоке ведут себя так же, как и переменные токи в передающей антенне, а потому она тоже излучает поле в окружающее пространство (т.е. происходит рассеяние падающей волны).

Отражение и преломление электромагнитных волн.

Передающую антенну обычно устанавливают высоко над поверхностью земли. Если антенна находится в сухой песчаной или скалистой местности, то грунт ведет себя как изолятор (диэлектрик), и токи, индуцируемые в нем антенной, связаны с внутриатомными колебаниями, поскольку здесь нет свободных носителей заряда, как в проводниках и ионизованных газах. Эти микроскопические колебания создают над поверхностью земли поле отраженной от земной поверхности электромагнитной волны и, кроме того, изменяют направление распространения волны, входящей в грунт. Эта волна движется с меньшей скоростью и под меньшим углом к нормали, чем падающая. Такое явление называется преломлением. Если же волна падает на участок поверхности земли, имеющий, наряду с диэлектрическими, также и проводящие свойства, то общая картина для преломленной волны выглядит намного сложнее. Как и прежде, волна меняет направление движения у границы раздела, но теперь поле в грунте распространяется таким образом, что поверхности равных фаз уже не совпадают с поверхностями равных амплитуд, как это обычно имеет место в случае плоской волны. Кроме того, быстро затухает амплитуда волновых колебаний, поскольку электроны проводимости при столкновениях отдают свою энергию атомам. В результате энергия волновых колебаний переходит в энергию хаотического теплового движения и рассеивается. Поэтому там, где грунт проводит электричество, волны не могут проникнуть в него на большую глубину. То же самое относится и к морской воде, чем затрудняется радиосвязь с подводными лодками.

В верхних слоях земной атмосферы располагается слой ионизованного газа, который называется ионосферой. Он состоит из свободных электронов и положительно заряженных ионов. Под действием посылаемых с земли электромагнитных волн заряженные частицы ионосферы начинают колебаться и излучать собственное электромагнитное поле. Заряженные ионосферные частицы взаимодействуют с посланной волной примерно так же, как и частицы диэлектрика в рассмотренном выше случае. Однако электроны ионосферы не связаны с атомами, как в диэлектрике. Они реагируют на электрическое поле посланной волны не мгновенно, а с некоторым сдвигом по фазе. В результате волна в ионосфере распространяется не под меньшим, как в диэлектрике, а под бóльшим углом к нормали, чем посланная с земли падающая волна, причем фазовая скорость волны в ионосфере оказывается больше скорости света c . Когда волна падает под некоторым критическим углом, угол между преломленным лучом и нормалью становится близок к прямому, а при дальнейшем увеличении угла падения излучение отражается в сторону Земли. Очевидно, что в этом случае электроны ионосферы создают поле, которым компенсируется поле преломленной волны в вертикальном направлении, а ионосфера действует как зеркало.

Энергия и импульс излучения.

В современной физике выбор между теорией электромагнитного поля Максвелла и теорией запаздывающего дальнодействия делается в пользу теории Максвелла. До тех пор, пока нас интересует только взаимодействие источника и приемника, обе теории одинаково хороши. Однако теория дальнодействия не дает никакого ответа на вопрос, где находится энергия, которую уже излучил источник, но еще не принял приемник. Согласно теории Максвелла, источник передает энергию электромагнитной волне, в которой она и находится, пока не будет передана поглотившему волну приемнику. При этом на каждом этапе соблюдается закон сохранения энергии.

Таким образом, электромагнитные волны обладают энергией (а также импульсом), что заставляет считать их столь же реальными, как, например, атомы. Электроны и протоны, находящиеся на Солнце, передают энергию электромагнитному излучению, в основном в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра; примерно через 500 с, достигнув Земли, оно эту энергию отдает: повышается температура, в зеленых листьях растений происходит фотосинтез, и т.д. В 1901 П.Н.Лебедев экспериментально измерил давление света, подтвердив, что свет имеет не только энергию, но и импульс (причем соотношение между ними согласуется с теорией Максвелла).

Фотоны и квантовая теория.

На рубеже 19 и 20 вв., когда казалось, что исчерпывающая теория электромагнитного излучения, наконец, построена, природа преподнесла очередной сюрприз: оказалось, что помимо волновых свойств, описываемых теорией Максвелла, излучение проявляет также свойства частиц, причем тем сильнее, чем короче длина волны. Особенно ярко эти свойства проявляются в явлении фотоэффекта (выбивания электронов из поверхности металла под действием света), открытого в 1887 Г.Герцем. Оказалось, что энергия каждого выбитого электрона зависит от частоты n падающего света, но не от его интенсивности. Это свидетельствует о том, что энергия, связанная со световой волной, передается дискретными порциями – квантами. Если увеличивать интенсивность падающего света, то растет число выбитых в единицу времени электронов, но не энергия каждого из них. Иными словами, излучение передает энергию определенными минимальными порциями – как бы частицами света, которые были названы фотонами. Фотон не имеет ни массы покоя, ни заряда, но обладает спином, а также импульсом, равным hn /c , и энергией, равной hn ; он перемещается в свободном пространстве с постоянной скоростью c .

Каким же образом электромагнитное излучение может иметь все свойства волн, проявляющиеся в интерференции и дифракции, но вести себя как поток частиц в случае фотоэффекта? В настоящее время наиболее удовлетворительное объяснение этой двойственности можно найти в сложном формализме квантовой электродинамики. Но и эта изощренная теория имеет свои трудности, а ее математическая непротиворечивость вызывает сомнения. ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ; ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА; ВЕКТОР.

К счастью, в макроскопических задачах излучения и приема миллиметровых и более длинных электромагнитных волн квантовомеханические эффекты обычно не имеют существенного значения. Число фотонов, излучаемых, например, симметричной вибраторной антенной, столь велико, а энергия, переносимая каждым из них, столь мала, что можно забыть о дискретных квантах и считать, что испускание излучения – непрерывный процесс.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) – это естественное явление, вызванное резким ускорением частиц (в основном, электронов), которое приводит к возникновению интенсивного всплеска электромагнитной энергии. Повседневными примерами ЭМИ могут служить следующие явления: молния, системы зажигания двигателей внутреннего сгорания и солнечные вспышки. Несмотря на то, что электромагнитный импульс способен вывести из строя электронные устройства, данную технологию можно применить для целенаправленного и безопасного отключения электронных устройств или для обеспечения безопасности персональных и конфиденциальных данных.

Шаги

Создание элементарного электромагнитного излучателя

Соберите необходимые материалы. Для создания простейшего электромагнитного излучателя вам понадобится одноразовый фотоаппарат, медная проволока, резиновые перчатки, припой, паяльник и железный прут. Все эти предметы можно приобрести в ближайшем строительном магазине.

Чем толще проволоку вы возьмете для эксперимента, тем мощнее получится итоговый излучатель.
Если вы не сможете найти железный прут, можете заменить его стержнем из неметаллического материала. Однако обратите внимание, что подобная замена негативно скажется на мощности производимого импульса.
В ходе работы с электрическими деталями, способными удерживать заряд, или при пропускании электрического тока через объект, мы настоятельно рекомендуем надевать резиновые перчатки, дабы избежать возможного электрического удара.

Соберите электромагнитную катушку. Электромагнитная катушка – это устройство, которое состоит из двух отдельных, но в то же время взаимосвязанных деталей: проводника и сердечника. В данном случае в качестве сердечника будет выступать железный прут, а в качестве проводника – медная проволока.

Припаяйте концы электромагнитной катушки к конденсатору. Конденсатор, как правило, имеет вид цилиндра с двумя контактами, а найти его можно на любой монтажной плате. В одноразовом фотоаппарате такой конденсатор отвечает за вспышку. Перед отпаиванием конденсатора обязательно вытащите батарейку из фотоаппарата, иначе вас может ударить током.

Найдите безопасное место для тестирования своего электромагнитного излучателя. В зависимости от задействованных материалов, эффективный радиус действия вашего ЭМИ будет составлять примерно один метр в любом направлении. Как бы то ни было, любая электроника, попавшая под ЭМИ, будет уничтожена.
- Не забывайте, что ЭМИ воздействует на все без исключения устройства в радиусе поражения, начиная от аппаратов жизнеобеспечения, вроде кардиостимуляторов, и заканчивая мобильными телефонами. Любой ущерб, причиненный этим устройством посредством ЭМИ, может повлечь за собой юридические последствия.
- Заземленная площадка, вроде пня или пластмассового стола, является идеальной поверхностью для тестирования электромагнитного излучателя.
Найдите подходящий объект для испытаний. Так как электромагнитное поле воздействует лишь на электронику, подумайте о приобретении какого-то недорогого устройства в ближайшем магазине электроники. Эксперимент можно считать успешным, если после активации ЭМИ электронное устройство перестанет работать.
- Множество магазинов канцелярских товаров торгуют достаточно недорогими электронными калькуляторами, с помощью которых вы можете проверить эффективность созданного излучателя.
Вставьте батарейку обратно в камеру. Для восстановления заряда необходимо пропустить через конденсатор электричество, которое впоследствии обеспечит вашу электромагнитную катушку током и создаст электромагнитный импульс. Поместите объект для испытаний как можно ближе к ЭМ излучателю.

Дайте конденсатору зарядиться. Позвольте батарейке снова зарядить конденсатор, отсоединив его от электромагнитной катушки, затем уже в резиновых перчатках или пластиковыми щипцами снова их соедините. Работая голыми руками, вы рискуете получить удар током.

Включите конденсатор. Активация вспышки на камере высвободит накопленное в конденсаторе электричество, которое при прохождении через катушку создаст электромагнитный импульс.

Создание портативного устройства ЭМ излучения
1. Соберите все необходимое. Создание портативного устройства ЭМИ пройдет более гладко, если при себе у вас будут все необходимые инструменты и компоненты. Вам понадобятся следующие предметы:
  
  Вытащите монтажную плату из фотоаппарата. Внутри одноразового фотоаппарата находится монтажная плата, которая и отвечает за его функционал. Для начала вытащите батарейки, а затем уже и саму плату, не забыв при этом отметить положение конденсатора.
  - Работая с фотоаппаратом и конденсатором в резиновых перчатках, вы тем самым обезопасите себя от возможного электрического удара.
  - Конденсаторы, как правило, имеют вид цилиндра с двумя контактами, прикрепленными к плате. Это одна из важнейших деталей будущего устройства ЭМИ.
  - После того как вы вытащите батарейку, щелкните пару раз фотоаппаратом, чтобы израсходовать накопленный заряд в конденсаторе. Из-за накопленного заряда вас в любой момент может ударить током.
2. Обмотайте медную проволоку вокруг железного сердечника. Возьмите достаточное количество медной проволоки, чтобы равномерно идущие витки могли полностью покрыть железный сердечник. Также убедитесь, чтобы витки плотно прилегали друг к другу, иначе это негативно скажется на мощности ЭМИ.
  - Оставьте небольшое количество провода на краях обмотки. Они нужны, чтобы подсоединить к катушке остальную часть устройства.
3. Нанесите изоляцию на радиоантенну. Радиоантенна послужит в качестве рукоятки, на которой будут закреплены катушка и плата от фотоаппарата. Оберните основание антенны изолентой, дабы уберечься от удара током.
  
  Закрепите плату на плотном куске картона. Картон послужит в качестве еще одного слоя изоляции, который убережет вас от неприятного электрического разряда. Возьмите плату и изолентой закрепите ее на картоне, но так, чтобы она не закрывала дорожки электропроводящей цепи.
  - Закрепите плату лицевой стороной вверх, чтобы конденсатор и его проводящие дорожки не контактировали с картоном.
  - На картонной подложке для печатной платы также должно хватить достаточно места для батарейного отсека.
4. Закрепите электромагнитную катушку на конце радиоантенны. Поскольку для создания ЭМИ электрический ток должен пройти через катушку, неплохо бы добавить второй слой изоляции, поместив небольшой кусочек картона между катушкой и антенной. Возьмите изоленту и закрепите катушку на куске картона.
  
  Припаяйте источник питания. Найдите на плате разъемы для батарейки и соедините их с соответствующими контактами батарейного отсека. После этого можете закрепить все это дело изолентой на свободном участке картонки.
  
  Подсоедините катушку к конденсатору. Необходимо припаять края медной проволоки к электродам вашего конденсатора. Между конденсатором и электромагнитной катушкой также следует установить переключатель, который бы управлял потоком электроэнергии между этими двумя компонентами.