Elektromagnetilise kiirguse määratlus. Elektromagnetlainete vastuvõtt ja hajumise nähtus

Elektromagnetkiirgus eksisteerib täpselt nii kaua, kui meie universum elab. See on mänginud võtmerolli elu arengus Maal. Tegelikult on see kosmoses leviva elektromagnetvälja oleku häiring.

Elektromagnetilise kiirguse omadused

Kõiki elektromagnetlaineid kirjeldatakse kolme tunnuse abil.

1. Sagedus.

2. Polarisatsioon.

Polarisatsioon- üks peamisi laine atribuute. Kirjeldab põiki anisotroopiat elektromagnetlained. Kiirgust peetakse polariseeritud, kui kõik laine võnkumised toimuvad samal tasapinnal.

Seda nähtust kasutatakse praktikas aktiivselt. Näiteks kinos 3D-filmide näitamisel.

IMAX prillid eraldavad polarisatsiooni abil pildi, mis on mõeldud erinevatele silmadele.

Sagedus on vaatlejast (antud juhul detektorist) ühes sekundis mööduvate laineharjade arv. Mõõdetud hertsides.

Lainepikkus- konkreetne kaugus lähimate punktide vahel elektromagnetiline kiirgus, mille võnkumised toimuvad ühes faasis.

Elektromagnetkiirgus võib levida peaaegu igas keskkonnas: tihedast ainest vaakumini.

Levikiirus vaakumis on 300 tuhat km sekundis.

Huvitav video EM-lainete olemuse ja omaduste kohta vaadake allolevat videot:

Elektromagnetlainete tüübid

Kogu elektromagnetkiirgus jagatakse sagedusega.

1. Raadiolained. Seal on lühike, ülilühike, ülipikk, pikk, keskmine.

Raadiolainete pikkus on vahemikus 10 km kuni 1 mm ja 30 kHz kuni 300 GHz.

Nende allikad võivad olla nii inimtegevus kui ka mitmesugused looduslikud atmosfääri nähtused.

2. . Lainepikkus on vahemikus 1–780 nm ja võib ulatuda kuni 429 THz-ni. Infrapunakiirgust nimetatakse ka soojuskiirguseks. Kogu meie planeedi elu alus.

3. Nähtav valgus. Pikkus 400 - 760/780nm. Sellest lähtuvalt kõigub see vahemikus 790-385 THz. See hõlmab kogu inimsilmaga nähtavat kiirgusspektrit.

4. . Lainepikkus on lühem kui infrapunakiirguses.

See võib ulatuda kuni 10 nm-ni. sellised lained on väga suured - umbes 3x10 ^ 16 Hz.

5. Röntgenikiirgus. lained 6x10 ^ 19 Hz ja pikkus on umbes 10 nm - 17 pm.

6. Gammalained. See hõlmab mis tahes kiirgust, mis on suurem kui röntgenikiirgusel ja pikkus on väiksem. Selliste elektromagnetlainete allikaks on kosmilised tuumaprotsessid.

Kohaldamisala

Kuskilt XIX lõpus sajandil on kogu inimkonna progressi seostatud elektromagnetlainete praktilise rakendamisega.

Esimese asjana tasub mainida raadiosidet. Ta võimaldas inimestel suhelda, isegi kui nad olid üksteisest kaugel.

Satelliitringhääling, telekommunikatsioon on edasine areng primitiivne raadio.

Just need tehnoloogiad on kujundanud tänapäeva ühiskonna infopilti.

Elektromagnetilise kiirguse allikateks tuleks pidada nii suuri tööstusrajatisi kui ka erinevad jooned elektriliinid.

Elektromagnetlaineid kasutatakse aktiivselt sõjategevuses (radar, keerulised elektriseadmed). Ka meditsiin pole nende kasutamiseta hakkama saanud. Infrapunakiirgust saab kasutada paljude haiguste raviks.

Röntgenikiirgus aitab tuvastada inimese sisekudede kahjustusi.

Laserite abil tehakse mitmeid ehtetäpsust nõudvaid operatsioone.

Elektromagnetilise kiirguse tähtsus praktiline elu Inimest on raske üle hinnata.

Nõukogude video elektromagnetvälja kohta:

Võimalik negatiivne mõju inimesele

Vaatamata kasulikkusele võivad tugevad elektromagnetkiirguse allikad põhjustada järgmisi sümptomeid:

Väsimus;

Peavalu;

Iiveldus.

Liigne kokkupuude teatud tüüpi lainetega põhjustab kahjustusi siseorganid, kesknärvisüsteem, aju. Muutused inimese psüühikas on võimalikud.

Huvitav video EM-lainete mõjust inimesele:

Selliste tagajärgede vältimiseks on peaaegu kõigis maailma riikides elektromagnetilist ohutust reguleerivad standardid. Igal kiirgusliigil on oma reguleerivad dokumendid (hügieenistandardid, kiirgusohutusstandardid). Elektromagnetlainete mõju inimesele ei ole täielikult teada, seetõttu soovitab WHO nende mõju minimeerida.

Pideva arenguga kõrgtehnoloogiaüha rohkem on kahjulike kiirte allikaid, mis ümbritsevad inimest ja loodust igast küljest. Elektromagnetkiirguse ja selle mõju üle inimorganismile arutavad täna maailmatasemel teadlased.

Piirake end kokkupuute eest täielikult kahjulik kiirgus see ei ole võimalik, kuid on võimalik ja vajalik vältida nende liigset, piisab, kui mõista, mis see on.

Üks tõestatud fakte elektri mõju kohta magnetväli saab tema omaks Negatiivne mõju mitte ainult inimeste tervisele, vaid ka tema mõtetele, käitumisele ja isegi psühholoogilisele komponendile. Sellele järeldusele jõudsid teadlased pärast lainete pikaajalist koostoimet inimkehaga. Nende lainete allikateks on kõikvõimalikud elektroonikaseadmed, arvuti, WI-FI, elektriliinid ja palju muud.

Nii on eksperdid uuringutele tuginedes paljastanud teooria, mille kohaselt arenevad haigused ja patoloogiad inimkehas väljast tulevate kiirte mõjul. Lisaks võivad lagunemissaadused põhjustada isegi keharakkude mürgistust. Õnneks oskab inimene ennast ja oma lähedasi kaitsta kahjulike lainete eest, teades elektromagnetkiirguse eest kaitsmise elementaarseid meetodeid.

Elektromagnetilise kiirguse liigid jagunevad raadiolaineteks, infrapunakiirguseks (soojuskiirguseks), nähtavaks (optiliseks) kiirguseks, ultraviolettkiirguseks ja kõvaks kiirguseks. TÄHTIS: sel juhul on vastus küsimusele "kas nähtav valgus kuulub elektromagnetkiirguse hulka" positiivne.

raadiolaine haigus

60ndate alguseks suutsid spetsialistid avastada meditsiinis uue suundumuse - raadiolainete haiguse. Selle haiguse leviku spekter on väga lai - 1/3 elanikkonnast. Ei saa öelda, et enamasti puutub inimene vastu tahtmist lainete kätte. Raadiolainehaigusele viitavad aga juba mitmed sümptomid, sealhulgas:

• peavalu;
• pearinglus;
• suurenenud väsimus;
• unehäired;
• depressioon;
• tähelepanu hajutamine.

Kuna sellised sümptomid kehtivad paljude haiguste puhul, muutub ülalnimetatud diagnoosimine äärmiselt problemaatiliseks. Kuid nagu iga haigus, on raadiolaine võimeline arenema ja arenema.

Selle leviku tõttu kogu kehas on inimesel oht haigestuda südame rütmihäiretesse, kroonilistesse hingamisteede haigustesse ja isegi veresuhkru taseme kõikumisse. See juhtub inimese elektromagnetvälja hävitamise kaudu, mõjutades isegi tema keharakke.

See haigus avaldub erineval viisil, sõltuvalt sellest, millist elundit või süsteemi see mõjutab:

1. Närvisüsteem- räägime neuronite - aju närvirakkude juhtivuse halvenemisest, mis on vastuvõtlikud inimest mõjutavale elektromagnetkiirgusele. Seega toimub nende töös deformatsioon, mis põhjustab konditsioneeritud ja tingimusteta reflekside rikkumist, jäsemete toimimise halvenemist, hallutsinatsioonide ilmnemist ja ärrituvust. Teatatud on enesetapukatsete juhtudest arenev haigus.
2. Immuunsüsteem - sel juhul tekib immuunsuse pärssimine. Ja selle kaitse eest vastutavad rakud on ise vastuvõtlikud elektromagnetlainete mõjule, tekitades seega täiendava negatiivse mõju igalt poolt.
3. Veri - elektrilised sagedused provotseerivad vererakkude adhesiooni üksteisega, aidates kaasa vere väljavoolu halvenemisele, verehüüvete tekkele. Seega võib tekkida täiendav adrenaliini eraldumine kehasse, mis iseenesest on tervisele kahjulik. Pole vaja rääkida südame-veresoonkonna süsteemi rikkumisest - ilmne arütmia, naastude teke südamelihases ja muud tüüpi südamepuudulikkus, kui elektromagnetlainete negatiivne mõju inimkehale.
4. Endokriinsüsteem – kuna see süsteem vastutab hormoonide toimimise kontrollimise eest organismis, siis elektromagnetväljade mõju räägib enda eest. Selle mõju tuletis on maksa hävitamine.
5. Reproduktiivsüsteem – sageli mõjutab elektromagnetkiirgus naisi rohkem kui mehi. Suurenenud tundlikkus välismõjude suhtes on naise keha võimeline sõna otseses mõttes "imema" kahjulikku kiirgust. See mõju on eriti ohtlik raseduse ajal. Esimestel nädalatel ei ole loode tugevalt kinnitunud platsenta külge, mistõttu on suur tõenäosus, et kiirguse järsu vabanemisega kaotab kontakt emaga. Hilisemate kuupäevade osas on statistika selline, et elektromagnetkiirgus mõjutab lapse geneetilise koodi muutumist, DNA deformatsiooni.

EMP tagajärjed

Raadiolainehaigus omandab igal aastal uusi vorme, laienedes ja edenedes sõltuvalt kiirgusallikate arvust ja tasemest. Eksperdid on tuvastanud mitmeid tagajärgi mitte ainult individuaalselt, vaid ka ulatuslikult:

• Vähk ei ole saladus, et onkoloogilised haigused avalduvad täielikult erinevad tingimused. Teadlased on aga tõestanud elektromagnetkiirguse negatiivse mõju suurenemist vähirakkudele. Seega on Jaapanis tehtud uuringud kinnitanud, et inimestel, kelle magamistuba sõna otseses mõttes "helendab" elektriseadmete ja nende komponentide olemasolu, on suurenenud risk lapseea leukeemia tekkeks.
• Psüühika rikkumine – viimastel aastatel on ülemäärase elektromagnetkiirgusega kokku puutunutel sagenenud ümbritseva maailma taju halvenemise juhtumid. See ei puuduta ainult niinimetatud klassikalisi sümptomeid, vaid ka arenevat hirmu EMR-i ees. Selline hirm areneb sageli foobiaks, inimene hakkab paanikasse mõeldes, et igasugune kiirguse emissioon võib ühes või teises organis või kehaosas esile kutsuda valulikud aistingud.
• Surnultsünd – ametlikel andmetel kasvab täna loote surmaoht 15%, eeldusel, et ema on pidevas kontaktis elektromagnetkiirguse allikatega. Lisaks surnultsündimisele suureneb sündimata lapse patoloogiate tekkimise tõenäosus, arengu aeglustumine, enneaegne sünnitus, raseduse katkemine. Selline on elektromagnetkiirguse mõju inimeste tervisele ja tulevastele põlvkondadele.

Lisaks elektromagnetkiirguse tohutule negatiivsele mõjule inimkehale võivad need lained mürgitada keskkond. Kõige vastuvõtlikumad piirkonnad hõlmavad piirkondi, kus on palju kõrgsageduslikke elektriliine. Sageli asuvad need elamutest kaugel, kuid üksikutel juhtudel on selliseid elektriliine ka asulate läheduses.

Ka taimestik ja loomastik puutuvad kokku kahjulike kiirte negatiivse mõjuga. Inimene omakorda sööb kiiritatud loomi ja toiduaineid ning saab selle tulemusena oma kehasse täiendava doosi kiirgusega nakatunud osakesi. Sellist protsessi on inimesest sõltumatute tegurite tõttu äärmiselt raske kontrollida, kuid siiski on võimalik seda mõjutada.

Video: nähtamatu vaenlane - elektromagnetkiirgus.

Andmed

Et mõista, milline on elektromagnetväljade mõju inimkehale, piisab, kui tutvuda järgmiste faktidega:

1. 9-aastase lapse vere ja uriini muutused 15 minutit pärast arvuti taga istumist langevad kokku muutustega vähihaige analüüsides. Teismelised on samasuguse mõju all pärast pooletunnist arvuti läheduses viibimist. Ja täiskasvanul toimub analüüside muutus 2 tunni pärast.
2. Kaasaskantavast raadiotelefonist tulev signaal on võimeline tungima ajusse kuni 37,5 mm kauguselt.
3. Elektrikutel on 13 korda suurem tõenäosus haigestuda ajuvähki kui teistel erialadel. Selliste töötajate magnetvälja tase on praktiliselt hävinud.
4. 13-aastasel lapsel, kes räägib telefoniga umbes 2 minutit, toimub bioelektriline ajumuutus, mis leiab aset mitu tundi pärast vestlust.
5. Loomad, isegi veidi kiiritatud elektromagnetkiirguse doosiga, hakkasid arengus maha jääma, omandasid kehas patoloogiad, nagu kiirguse puhul.

Elektromagnetkiirguse standarditel on järgmised tähendused:

• Raadiolained - ultralühikesed (0,1mm-1m/30MHz-300GHz), lühikesed (10-100m/3MHz-30MHz), keskmised (100m-1km/300kHz-3MHz), pikad (1km-10km/30kHz-300kHz), eriti pikad (üle 10 km / vähem kui 30 kHz).
• Optiline kiirgus - ultraviolettkiirgus (380-10nm/7,5*10V 14stHz-3*10V 16stHz), nähtav kiirgus (780-380nm/429THz-750THz), infrapunakiirgus (1mm-780nm/300GHz-429THz) .
• Ioniseeriv elektromagnetkiirgus - röntgen, gamma. Üksikasjalikum EMP normide arvutuste tabel sisaldab täiendavaid kahjulike lainete levimise allikaid.

Kahjulike lainete mõju eest ei ole võimalik end täielikult kaitsta. Tänapäeval on aga mitmeid tegureid, mis võivad ära hoida elektromagnetilise kiirguse liigset mõju inimkehale:

1. Spetsiaalse dosimeetri soetamine. Selline detektor aitab välja arvutada kõige ohtlikumad kiirgusallikad, arvutades nende lainete sageduse ja selle tulemusena vähendada selliste allikate läheduses veedetud aega või need täielikult kõrvaldada. Elektromagnetväljade mõõtmise seadmed on saadaval igas majapidamispoes.
2. Kiirgusallikate eraldamine pindala järgi. Elektromagnetilisi seadmeid ei ole soovitatav kasutada üksteise vahetus raadiuses, vastasel juhul suureneb nende negatiivne mõju keskkonnale ja inimkehale, põhjustades maksimaalset kahju.
3. Kiirgusallikate isoleerimine. Jutt käib näiteks külmikust. Soovitav on seda kasutada söögilauast eemal. Sarnane olukord arvuti või sülearvutiga: kaugus kasutuskohani (diivan, voodi) peaks olema vähemalt poolteist meetrit.
4. EMP-ga mänguasjade väljajätmine. Lastetoa raadio teel juhitavate ja elektriliste atribuutide elektromagnetiline mõju kujutab endast tõsist ohtu täiskasvanu tervisele ja on lastele äärmiselt hävitav. Soovitatav on vabastada tuba EMP-kiirgusega mänguasjadest.
5. Raadiotelefoni isolatsioon. See tehnika on võimeline kiirgama kahjulikke laineid kuni 10 meetri raadiuses. Äärmiselt oluline on selline elektroonika võimalikult kaugele eemaldada. See kaitsemeetod kaitseb peamise kahjuliku kiirguse allika eest, kuna raadiotelefon töötab 24 tundi ööpäevas.
6. Vältige võltsitud telefonide ostmist. Selliste kaupade madal hind on tingitud eelkõige kahjulikust elektromagnetlainete kiirgusest inimese kohta.
7. Kodumasinate hoolikas valik. Sel juhul räägime otse terasest korpusega seadmetest.

Lisaks ülaltoodud teguritele on elektromagnetkiirguse eest kaitsmiseks tuntud lihtsad meetodid, mille järgimine võimaldab teil end ka EMR-i eest kaitsta, vähendades madalaima indikaatoriga kokkupuute ohtu:

• Töötava mikrolaineahju läheduses ei ole soovitatav viibida, kuna selle lainetel on keskkonnale äärmiselt negatiivne mõju. Seadmed.
• Ei ole soovitav olla monitorile liiga lähedal.
• Välistatud kõrgsageduslike elektriliinide läheduses.
• Soovitatav on vältida suurenenud kogust ehteid kehal, mis on soovitav eemaldada enne magamaminekut.
• Elektriseadmete, analoogsete kodumasinate, seadmete ja juhtmestiku olemasolu voodist 2 meetri kaugusel on heaks kiidetud.
• Töötavate elektriseadmete ja sarnaste seadmete läheduses on soovitatav viibida minimaalselt.
• Ei ole soovitav leida jõudeolevaid seadmeid sisselülitatud olekus.

Tihti ei pea inimesed eriti tähtsaks kahju, mida elektromagnetkiirgus võib tekitada levinumate kodumasinate ja muude neid ümbritsevate tegurite tõttu, sest nad ei näe nende laineid. See funktsioon muudab EMR-i äärmiselt ohtlikuks kõigi elusolendite elule.

Omades võimet kehas akumuleeruda, mõjutavad kahjulikud kiired elutähtsaid süsteeme, väljendudes mitmesugustes haigustes ja vaevustes. Selle probleemi täielikku ulatust näeb inimkond põlvkond hiljem – alles siis saab näha konkreetset mõju nende inimeste tervisele, kes juhtusid elama oma elu EMP allikatest ümbritsetuna.

Elektromagnetkiirgus (EMR) kaasneb kaasaegne inimene kõikjal. Iga tehnika, mille tegevus põhineb elektril, kiirgab energialaineid. Mõnest sellise kiirguse sordist räägitakse pidevalt - need on kiirgus, ultraviolettkiirgus ja mille oht on kõigile juba ammu teada. Kuid elektromagnetväljade mõju kohta inimkehale, kui see juhtub töötava teleri või nutitelefoni tõttu, püüavad inimesed sellele mitte mõelda.

Elektromagnetilise kiirguse tüübid

Enne teatud tüüpi kiirguse ohu kirjeldamist on vaja mõista, millega tegu. Koolikursus Füüsika ütleb meile, et energia liigub lainetena. Sõltuvalt nende sagedusest ja pikkusest eristatakse suurt hulka kiirguse liike. Seega on elektromagnetlained:

1. kõrgsageduslik kiirgus. See hõlmab röntgen- ja gammakiirgust. Neid tuntakse ka ioniseeriva kiirgusena.
2. Keskmise sagedusega kiirgus. See on nähtav spekter, mida inimesed tajuvad valgusena. Ülemises ja alumises sagedusskaalas on ultraviolett- ja infrapunakiirgus.
3. madala sagedusega kiirgus. See sisaldab raadiot ja mikrolaineahju.

Et selgitada elektromagnetkiirguse mõju inimkehale, jagatakse kõik need tüübid kahte suurde kategooriasse – ioniseeriv ja mitteioniseeriv kiirgus. Erinevus nende vahel on üsna lihtne:

• Ioniseeriv kiirgus mõjutab aine aatomistruktuuri. Selle pärast, bioloogilised organismid rakkude struktuur on häiritud, DNA on modifitseeritud ja tekivad kasvajad.
• Mitteioniseerivat kiirgust on pikka aega peetud kahjutuks. Kuid teadlaste hiljutised uuringud näitavad, et suure võimsuse ja pikaajalise kokkupuute korral pole see tervisele vähem ohtlik.

EMP allikad

Mitteioniseerivad elektromagnetväljad ja kiirgus ümbritsevad inimest kõikjal. Neid kiirgavad mis tahes elektroonikaseadmed. Lisaks ei tohi unustada elektriliine, mida läbivad kõige võimsamad elektrilaengud. EMR-i kiirgavad ka trafod, liftid ja muud tehnilised seadmed, mis pakuvad mugavad tingimused elu.

Seega piisab teleri sisselülitamisest või telefoniga rääkimisest, et elektromagnetkiirguse allikad hakkaksid keha mõjutama. Isegi selline pealtnäha ohutu asi nagu elektrooniline äratuskell võib aja jooksul tervist mõjutada.

EMI mõõteseadmed

Et teha kindlaks, kui tugevalt see või teine ​​elektromagnetkiirguse allikas keha mõjutab, kasutatakse elektromagnetväljade mõõtmise seadmeid. Lihtsaim ja tuntuim on indikaatorkruvikeeraja. Selle otsas olev LED põleb võimsa kiirgusallikaga eredamalt.

Samuti on professionaalsed seadmed - fluxmeters. Selline elektromagnetilise kiirguse detektor on võimeline määrama allika võimsust ja andma selle numbrilised omadused. Seejärel saab need arvutisse kirjutada ja nende abil töödelda erinevaid näiteid mõõdetud kogused ja sagedused.

Inimeste jaoks peetakse Vene Föderatsiooni normide kohaselt ohutuks EMR-i annust 0,2 μT.

Täpsemad ja üksikasjalikumad tabelid on esitatud GOST-ides ja SanPiN-ides. Nendest leiab valemeid, tänu millele saab olenevalt seadmete asukohast ja ruumi suurusest arvutada, kui ohtlik on EMP allikas ja kuidas mõõta elektromagnetkiirgust.

Kui kiirgust mõõdetakse R / h (röntgeenide arv tunnis), siis EMR mõõdetakse V / m 2 (volti meetri kohta ruut ruut). Järgmisi näitajaid peetakse inimese jaoks ohutuks normiks, sõltuvalt laine sagedusest, mõõdetuna hertsides:

• kuni 300 kHz - 25 V / m 2;
• 3 MHz - 15 V / m 2;
• 30 MHz - 10 V / m 2;
• 300 MHz - 3 V / m 2;
• Üle 0,3 GHz – 10 μV / cm2.

Tänu nende näitajate mõõtmisele tehakse kindlaks konkreetse EMR-i allika ohutus inimesele.

Kuidas mõjutab elektromagnetkiirgus inimest?

Arvestades, et paljud inimesed on lapsepõlvest saati pidevalt elektriseadmetega kokku puutunud, on õigustatud küsimus: Kas EMP on nii ohtlik? Erinevalt kiirgusest ei põhjusta see kiiritushaigust ja selle mõju on märkamatu. Ja kas tasub jälgida elektromagnetkiirguse norme?

Teadlased esitasid selle küsimuse ka 20. sajandi 60ndatel. Rohkem kui 50 aastat kestnud uuringud on näidanud, et inimese elektromagnetväli muudetakse muude kiirguste mõjul. See toob kaasa nn raadiolaine haigus».

Vale elektromagnetkiirgus ja kogunemine häirivad paljude organsüsteemide tööd. Kuid kõige tundlikumad nende mõjude suhtes on närvisüsteemi ja südame-veresoonkonna süsteemid.

Statistika järgi Viimastel aastatel, umbes kolmandikku elanikkonnast mõjutab raadiolainehaigus. See avaldub paljudele tuttavate sümptomite kaudu:

• depressioon;
• krooniline väsimus;
• unetus;
• peavalu;
• keskendumishäired;
• pearinglus.

Samas on elektromagnetkiirguse negatiivne mõju inimeste tervisele kõige ohtlikum, sest arstid ei suuda seda siiani diagnoosida. Pärast läbivaatust ja testimist läheb patsient koju diagnoosiga: “Terve!”. Samal ajal, kui midagi ette ei võeta, areneb haigus ja läheb kroonilisse staadiumisse.

Iga organsüsteem reageerib elektromagnetilistele mõjudele erineval viisil. Kesknärvisüsteem on kõige tundlikum elektromagnetväljade mõju suhtes inimesele.

EMI kahjustab signaaliülekannet aju neuronite kaudu. Selle tulemusena mõjutab see organismi kui terviku aktiivsust.

Samuti ilmnevad aja jooksul negatiivsed tagajärjed psüühikale - tähelepanu ja mälu on häiritud ning halvematel juhtudel muutuvad probleemid deliiriumiks, hallutsinatsioonideks ja enesetapukalduvuseks.

Elektromagnetlainete mõju elusorganismidele avaldab ulatuslikku ja läbivat mõju vereringe.

Erütrotsüütidel, trombotsüütidel ja muudel kehadel on oma potentsiaal. Elektromagnetilise kiirguse mõjul inimesele võivad need kokku kleepuda. Selle tulemusena tekib veresoonte ummistus ja vere transpordifunktsiooni täitmine halveneb.

EMR vähendab ka rakumembraanide läbilaskvust. Selle tulemusena ei saa kõik kiirgusega kokkupuutuvad koed vajalikku hapnikku ja toitaineid. Lisaks väheneb hematopoeetiliste funktsioonide efektiivsus. Süda omakorda reageerib sellele probleemile arütmia ja müokardi juhtivuse langusega.

Elektromagnetlainete mõju inimkehale hävitab immuunsüsteemi. Vererakkude kokkukleepumise tõttu blokeeritakse lümfotsüüdid ja leukotsüüdid. Sellest tulenevalt ei vasta nakkus lihtsalt kaitsesüsteemide vastupanule. Selle tulemusena ei suurene mitte ainult külmetushaiguste sagedus, vaid ka krooniliste vaevuste ägenemine.

Teine elektromagnetkiirguse kahjustuse tagajärg on hormoonide tootmise katkemine. Mõju ajule ja vereringesüsteemile stimuleerib hüpofüüsi, neerupealisi ja teisi näärmeid.

Reproduktiivsüsteem on tundlik ka elektromagnetkiirguse suhtes, selle mõju inimesele võib olla katastroofiline. Arvestades hormoonide tootmise katkemist, väheneb meeste potentsiaal. Naiste puhul on tagajärjed aga tõsisemad – raseduse esimesel trimestril võib tugev kiiritusdoos põhjustada raseduse katkemist. Ja kui seda ei juhtu, võib elektromagnetvälja häire häirida normaalset rakkude jagunemise protsessi, kahjustades DNA-d. Tulemuseks on laste patoloogiline areng.

Elektromagnetväljade mõju inimkehale on hävitav, mida kinnitavad arvukad uuringud.

Arvestades, et kaasaegsel meditsiinil pole raadiolainehaigusele praktiliselt midagi vastu panna, tuleb püüda end ise kaitsta.

EMP kaitse

Arvestades tervikut võimalik kahju, mis toob elektromagnetvälja mõju elusorganismidele, on välja töötatud lihtsad ja usaldusväärsed ohutusreeglid. Ettevõtetes, kus inimene seisab pidevalt silmitsi kõrgel tasemel Töötajate jaoks on EMP, spetsiaalsed kaitseekraanid ja -varustus.

Aga kodus ei saa elektromagnetvälja allikaid niisama sõeluda. Vähemalt on see ebamugav. Seetõttu peaksite mõistma, kuidas end muul viisil kaitsta. Kokku on 3 reeglit, mida tuleb pidevalt järgida, et vähendada elektromagnetvälja mõju inimeste tervisele:

1. Hoidke EMP allikatest võimalikult kaugel. Elektriliinide jaoks piisab 25 meetrist. Ja monitori või teleri ekraan on ohtlik, kui see asub lähemal kui 30 cm Piisab, kui kandad nutitelefone ja tahvelarvuteid mitte taskus, vaid käe- või rahakotis 3 cm kaugusel kehast.
2. Vähendage kontaktaega EMP-ga. See tähendab, et te ei pea pikka aega seisma elektromagnetvälja töötavate allikate läheduses. Isegi siis, kui soovite elektripliidil toiduvalmistamist jälgida või kerise ääres soojendada.
3. Lülitage kasutamata elektriseadmed välja. See mitte ainult ei vähenda elektromagnetkiirguse taset, vaid aitab ka säästa raha teie energiaarvetelt.

Samuti võite võtta ennetavaid meetmeid, et elektromagnetlainete mõju oleks minimaalne. Näiteks pärast dosimeetriga erinevate seadmete kiirgusvõimsuse mõõtmist on vaja EMF-i näidud salvestada. Seejärel saab kiirgajaid ruumis laiali jaotada, et vähendada piirkonna üksikute piirkondade koormust. Samuti on oluline arvestada, et terasest korpus kaitseb hästi EMP-d.

Ärge unustage seda elektromagnetkiirgust raadiosagedusala sidevahendid mõjutavad pidevalt inimese välju, kuni need seadmed on sisse lülitatud. Seetõttu on parem enne magamaminekut ja töö ajal need käest panna.

Artikli sisu

ELEKTROMAGNETILINE KIIRGUS, elektromagnetlained, mida ergastavad erinevad kiirgavad objektid – laetud osakesed, aatomid, molekulid, antennid jne. Olenevalt lainepikkusest eristatakse gammakiirgust, röntgenikiirgust, ultraviolettkiirgust, nähtavat valgust, infrapunakiirgust, raadiolaineid ja madalsageduslikke elektromagnetvõnkumisi .

Võib tunduda üllatav, et väliselt nii erinev füüsikalised nähtused on ühisosa. Tõepoolest, mis on ühist radioaktiivse materjali tükil, röntgenitorul, elavhõbedalahenduslambil, taskulambipirnil, soojal pliidil, raadiosaatejaamal ja elektriliiniga ühendatud vahelduvvoolugeneraatoril? Nagu aga filmi, silma, termopaari, teleantenni ja raadiovastuvõtja vahel. Esimene loend koosneb aga elektromagnetkiirguse allikatest ja teine ​​​​vastuvõtjatest. Erinevat tüüpi kiirguse mõju inimkehale on samuti erinev: gamma- ja röntgenkiirgus tungivad sellesse, põhjustades kudede kahjustusi, nähtav valgus tekitab silmas visuaalse tunde, infrapunakiirgus, langedes inimese kehale, soojendab seda , ning raadiolaineid ja madala sagedusega elektromagnetilisi võnkumisi inimkeha poolt ning neid ei tunneta üldse. Vaatamata nendele ilmsetele erinevustele on kõik need kiirgusliigid sisuliselt sama nähtuse erinevad aspektid.

Allika ja vastuvõtja interaktsioon seisneb formaalselt selles, et allika mis tahes muutusega, näiteks selle sisselülitamisel, toimub vastuvõtja teatud muutus. See muutus ei toimu kohe, vaid mõne aja pärast ja on kvantitatiivselt kooskõlas ideega, et miski liigub allikast vastuvõtjani väga suure kiirusega. Keeruline matemaatiline teooria ja tohutu hulk eksperimentaalseid andmeid näitavad, et elektromagnetilist interaktsiooni allika ja vaakumi või eraldunud gaasiga eraldatud vastuvõtja vahel saab kujutada lainetena, mis levivad valguse kiirusel allikast vastuvõtjani. Koos.

Levikiirus vabas ruumis on sama igat tüüpi elektromagnetlainete puhul gammakiirgusest madalsageduslaineteni. Kuid võnkumiste arv ajaühikus (st sageduses f) varieerub väga laias vahemikus: mõnest võnkumisest sekundis madala sagedusega elektromagnetlainete puhul kuni 10 20 võnkeni sekundis röntgeni- ja gammakiirguse korral. Kuna lainepikkus (st külgnevate lainetippude vaheline kaugus; joonis 1) on antud l = c/f, varieerub see ka laias vahemikus – mitmest tuhandest kilomeetrist madala sagedusega võnkumiste korral kuni 10–14 meetrini röntgeni- ja gammakiirguse puhul. Seetõttu on elektromagnetlainete ja aine vastasmõju nende spektri erinevates osades nii erinev. Ja ometi on kõik need lained üksteisega seotud, nagu ka seotud veelaine, tiigipinna lained ja tormised ookeanilained, mis samuti oma teel olevaid objekte erineval moel mõjutavad. Elektromagnetlained erinevad oluliselt veepinnal ja helist selle poolest, et neid saab vaakumi või tähtedevahelise ruumi kaudu allikast vastuvõtjasse edastada. Näiteks vaakumtorus tekkiv röntgenikiirgus mõjutab sellest kaugel asuvat fotofilmi, samas kui kapoti all asuva kella heli ei kuule, kui kapoti alt õhku välja pumbata. Silm tajub Päikeselt tulevaid nähtava valguse kiiri ja Maal asuv antenn tajub raadiosignaale miljonite kilomeetrite kaugusel. kosmoselaev. Seega ei ole elektromagnetlainete levimiseks vaja materiaalset keskkonda, nagu vesi või õhk.

Elektromagnetilise kiirguse allikad.

Vaatamata füüsikalistele erinevustele erutavad seda kiirgust kõigis elektromagnetkiirguse allikates, olgu selleks radioaktiivne aine, hõõglamp või televiisorisaatja, kiirendusega liikuvad elektrilaengud. Allikaid on kahte peamist tüüpi. "Mikroskoopilistes" allikates hüppavad laetud osakesed aatomites või molekulides ühelt energiatasemelt teisele. Seda tüüpi radiaatorid kiirgavad gamma-, röntgen-, ultraviolett-, nähtavat ja infrapuna- ning mõnel juhul ka pikema lainepikkusega kiirgust (viimase näiteks on 21 cm lainepikkusele vastav joon vesiniku spektris, mis mängib olulist rolli roll raadioastronoomias). Teist tüüpi allikaid võib nimetada makroskoopilisteks. Nendes toimivad juhtide vabad elektronid sünkroonselt perioodilised kõikumised. Elektrisüsteemil võib olla väga erinevaid konfiguratsioone ja suurusi. Seda tüüpi süsteemid tekitavad kiirgust vahemikus millimeetrist kuni pikimate laineteni (elektriliinides).

Gammakiired eralduvad spontaanselt aatomituumade lagunemise ajal radioaktiivsed ained nagu raadium. Sel juhul tekivad tuuma struktuuri muutuste keerulised protsessid, mis on seotud laengute liikumisega. Tekitatud sagedus f määrab energia erinevus E 1 ja E 2 tuuma kaks olekut: f=(E 1 – E 2)/h, kus h on Plancki konstant.

Röntgenkiirgus tekib siis, kui metallianoodi (antikatoodi) pinda pommitatakse vaakumis suure kiirusega elektronidega. Anoodimaterjalis kiiresti aeglustades kiirgavad need elektronid nn katkematut spektrit, millel on pidev spekter, ja anoodi aatomite sisestruktuuri ümberkorraldamine, mis toimub elektronide pommitamise tagajärjel, mille tulemusena aatomielektronid lähevad madalama energiaga olekusse, sellega kaasneb nn iseloomuliku kiirguse emissioon, mille sagedus määrab anoodimaterjal.

Samad elektroonilised üleminekud aatomis annavad ultraviolett- ja nähtava valguse kiirgust. Mis puutub infrapunakiirgusse, siis tavaliselt on see elektronstruktuurile vähe mõju avaldavate muutuste tulemus, mis on seotud peamiselt võnkumiste amplituudi muutumisega ja pöördemoment molekuli impulss.

Elektriliste võnkumiste generaatorites on ühte või teist tüüpi "võnkeahel", milles elektronid sooritavad sundvõnkumisi sagedusega, mis sõltub selle konstruktsioonist ja suurusest. Kõrgeimaid millimeeter- ja sentimeetrilainetele vastavaid sagedusi tekitavad klüstronid ja magnetronid – metallõõnsusresonaatoritega vaakumseadmed, milles võnkumisi ergastab elektronvoolud. Madalama sagedusega generaatorites koosneb võnkeahel induktiivpoolist (induktiivsus L) ja kondensaator (mahtuvus C) ja seda ergastab toru või transistori ahel. Sellise vooluringi loomulik sagedus, mis on madalal summutusel resonantsilähedane, on antud .

Elektrienergia edastamiseks kasutatavad väga madala sagedusega vahelduvad väljad tekitavad elektrimasinate voolugeneraatorid, milles magneti pooluste vahel pöörlevad juhtmemähised kandvad rootorid.

Maxwelli teooria, eeter ja elektromagnetiline vastastikmõju.

Kui tuulevaikse ilmaga kalapaadist mingil kaugusel möödub ookeanilaev, hakkab paat mõne aja pärast lainetes ägedalt kõikuma. Selle põhjus on kõigile selge: liinilaeva ninaosast jookseb mööda veepinda kühmude ja lohkude jadana laine, mis jõuab kalapaadini.

Kui kasutate paigaldatud spetsiaalset generaatorit tehissatelliit Maad ja Maale suunatud antenni ergastavad elektrilaengu võnkumised, Maal asuvas vastuvõtuantennis (ka mõne aja pärast) ergastub elektrivool. Kuidas edastatakse interaktsioon allikast vastuvõtjasse, kui nende vahel pole materiaalset keskkonda? Ja kui vastuvõtjasse saabuvat signaali saab kujutada mingisuguse langeva lainena, siis mis laine see on, mis võib vaakumis levida ja kuidas võivad tekkida kühmud ja lohud sinna, kus midagi pole?

Teadlased on pikka aega mõelnud nendele küsimustele, mida rakendatakse Päikeselt vaatleja silma leviva nähtava valguse kohta. Suurema osa 19. sajandist füüsikud nagu O. Fresnel, I. Fraunhofer, F. Neumann püüdsid leida vastust selles, et ruum ei ole tegelikult tühi, vaid täidetud teatud keskkonnaga (“helendav eeter”), millel on elastse tahke aine omadused. keha. Kuigi selline hüpotees aitas selgitada mõningaid nähtusi vaakumis, põhjustas see ületamatuid raskusi valguse läbimise probleemis kahe meediumi, nagu õhk ja klaas, piiri. See ajendas Iiri füüsikut J. McCullaghi elastse eetri ideed tagasi lükkama. 1839. aastal tegi ta ettepaneku uus teooria, milles postuleeriti meediumi olemasolu, mille omadused erinevad kõigist teadaolevatest materjalidest. Selline meedium ei pea vastu kokkusurumisele ja nihkele, vaid peab vastu pöörlemisele. Nende kummaliste omaduste tõttu ei äratanud McCullaghi eetrimudel esialgu erilist huvi. 1847. aastal demonstreeris Kelvin aga analoogia olemasolu elektriliste nähtuste ja mehaanilise elastsuse vahel. Lähtudes sellest, aga ka M. Faraday ideedest elektri- ja magnetvälja jõujoonte kohta, pakkus J. Maxwell välja elektriliste nähtuste teooria, mis tema sõnul „eitab tegevust eemalt ja omistab elektrilise tegevuse pinged ja rõhud mõnes kõikehõlmavas keskkonnas, pealegi on need pinged samad, millega insenerid tegelevad ja keskkond on just see keskkond, milles valgus levima peaks. 1864. aastal sõnastas Maxwell võrrandisüsteemi, mis hõlmas kõiki elektromagnetilisi nähtusi. On tähelepanuväärne, et tema teooria sarnanes paljuski McCullaghi veerand sajandit varem välja pakutud teooriaga. Maxwelli võrrandid olid nii põhjalikud, et tuletasid Coulombi, Ampère'i, elektromagnetiline induktsioon ja järgis järeldust elektromagnetiliste nähtuste levimiskiiruse ja valguse kiiruse kokkulangevuse kohta.

Pärast seda, kui Maxwelli võrrandid anti rohkem lihtne vorm(peamiselt tänu O. Heaviside'ile ja G. Hertzile) said väljavõrrandid elektromagnetilise teooria tuumaks. Kuigi need võrrandid ise ei vajanud Maxwelli tõlgendust, mis põhines ideedel eetri pingete ja rõhkude kohta, oli selline tõlgendus üldiselt aktsepteeritud. Võrrandite vaieldamatut edu erinevate elektromagnetiliste nähtuste ennustamisel ja seletamisel peeti kinnituseks mitte ainult võrrandite, vaid ka nende tuletamise ja tõlgendamise aluseks olnud mehhaanilise mudeli paikapidavuse kohta, ehkki see mudel oli jaoks täiesti ebaoluline. matemaatiline teooria. Faraday jõujooned vooluväljad ja torud koos deformatsioonide ja nihketega on muutunud eetri olulisteks atribuutideks. Energiat peeti salvestatuks pingelises keskkonnas ja G. Poynting esitas 1884. aastal selle voolu vektorina, mis nüüd kannab tema nime. 1887. aastal demonstreeris Hertz eksperimentaalselt elektromagnetlainete olemasolu. Hiilgavate katsete seerias mõõtis ta nende levimiskiirust ja näitas ka, et neid saab peegelduda, murda ja polariseerida. 1896. aastal sai G. Marconi raadioside patendi.

Mandri-Euroopas töötati Maxwellist sõltumatult välja kaugtegevuse teooria – täiesti erinev lähenemine elektromagnetilise vastastikmõju probleemile. Maxwell kirjutas selle kohta: „Saksamaal suuri edusamme saavutava elektriteooria järgi mõjuvad kaks laetud osakest üksteisele vahemaa tagant jõuga, mis Weberi sõnul sõltub nende suhtelisest kiirusest ja toimib vastavalt teooriale, mis põhineb Gaussi ideedel ja mille arendasid välja Riemanni, Lorentzi ja Neumanni, mitte kohe, vaid mõne aja pärast, sõltuvalt kaugusest. Et hinnata selle teooria jõudu, mis on nii silmapaistvad inimesed seletab igasuguseid elektrinähtusi, saab uurida vaid seda uurides. Teooria, millest Maxwell rääkis, töötas kõige täielikumalt välja Taani füüsik L. Lorentz skalaari ja vektoriga aeglustunud potentsiaalide abil, peaaegu sama, mis tänapäeva teoorias. Maxwell lükkas tagasi idee viivitatud tegevusest distantsil, olgu see siis potentsiaal või jõud. "Need füüsilised hüpoteesid on täiesti võõrad minu ideedele asjade olemuse kohta," kirjutas ta. Riemanni ja Lorentzi teooria oli aga tema teooriaga matemaatiliselt identne ning lõpuks nõustus ta, et pikamaa teooria kasuks on veenvamaid tõendeid. Tema omas Traktaat elektrist ja magnetismist (Traktaat elektrist ja magnetismist, 1873) kirjutas ta: „Ei tohi jätta tähelepanuta, et me oleme meediumi toimimise teoorias astunud vaid ühe sammu. Pakkusime, et see on pingeseisundis, aga ei selgitanud üldse, mis pingega on tegu ja kuidas seda hoitakse.

1895. aastal ühendas hollandi füüsik H. Lorenz varajased piiratud teooriad püsilaengute ja voolude vastastikmõjust, mis eeldasid L. Lorentzi aeglustunud potentsiaalide teooriat ja mille lõi peamiselt Weber, Maxwelli üldteooriaga. H.Lorentz pidas ainet sisaldavaks elektrilaenguid, mis üksteisega mitmel viisil interakteerudes tekitavad kõiki teadaolevaid elektromagnetilisi nähtusi. Selle asemel, et aktsepteerida distantsilt aeglustunud tegevuse kontseptsiooni, mida kirjeldavad Riemanni ja L. Lorentzi aeglustunud potentsiaalid, lähtus ta eeldusest, et laengute liikumine loob elektromagnetilise valdkonnas, mis on võimeline levima läbi eetri ning kandma hoogu ja energiat ühest laengusüsteemist teise. Kuid kas elektromagnetvälja levimiseks elektromagnetlaine kujul on vaja sellise keskkonna olemasolu nagu eeter? Arvukad katsed, mille eesmärk oli kinnitada eetri olemasolu, sealhulgas "eetri kaasahaaramise" katse, andsid negatiivse tulemuse. Pealegi osutus eetri olemasolu hüpotees vastuolus relatiivsusteooria ja valguse kiiruse püsivuse positsiooniga. Järeldust võib illustreerida A. Einsteini sõnadega: "Kui eetrit ei iseloomusta ükski konkreetne liikumisolek, siis vaevalt on mõtet seda tutvustada kui mingit erilist olemust koos ruumiga."

Elektromagnetlainete emissioon ja levik.

Kiirendusega liikuvad elektrilaengud ja perioodiliselt muutuvad voolud mõjuvad üksteisele mingite jõududega. Nende jõudude suurus ja suund sõltuvad sellistest teguritest nagu laenguid ja voolusid sisaldava piirkonna konfiguratsioon ja suurus, voolude suurus ja suhteline suund, keskkonna elektrilised omadused ning muutused laengute kontsentratsioonis ja lähtevoolude jaotus. Ülesande üldise sõnastuse keerukuse tõttu ei saa jõudude seadust esitada ühtse valemina. Struktuur, mida nimetatakse elektromagnetväljaks ja mida soovi korral võib pidada puhtalt matemaatiliseks objektiks, määratakse antud allika tekitatud voolude ja laengute jaotuse järgi, võttes arvesse interaktsiooni kujuga määratud piirtingimusi. piirkond ja materjali omadused. Kui tegemist on piiramatu ruumiga, siis neid tingimusi täiendab eriline piirtingimus - kiirgusseisund. Viimane tagab välja "õige" käitumise lõpmatuseni.

Elektromagnetvälja iseloomustab intensiivsuse vektor elektriväli E ja magnetinduktsiooni vektor B, millest igaühel on mis tahes ruumipunktis teatud suurusjärk ja suund. Joonisel fig. 2 kujutab skemaatiliselt elektromagnetlainet vektoritega E ja B, levib telje positiivses suunas X. Elektri- ja magnetväljad on omavahel tihedalt seotud: need on ühe elektromagnetvälja komponendid, kuna muutuvad Lorentzi teisenduste käigus üksteiseks. Vektorvälja nimetatakse lineaarselt (tasaseks) polariseeritud, kui vektori suund jääb kõikjal fikseerituks ja selle pikkus perioodiliselt muutub. Kui vektor pöörleb, kuid selle pikkus ei muutu, siis öeldakse, et väljal on ringpolarisatsioon; kui vektori pikkus perioodiliselt muutub ja see pöörleb, siis nimetatakse välja elliptiliselt polariseeritud.

Elektromagnetvälja seost seda välja säilitavate võnkevoolude ja laengutega saab illustreerida suhteliselt lihtsa, kuid väga selge näitega antennist nagu poollaine dipool (joonis 3). Kui keskele lõigatakse peenike traat, mille pikkus on pool kiirguse lainepikkusest ja lõikele on ühendatud kõrgsagedusgeneraator, siis rakendatav vahelduvpinge hoiab vibraatoris ligikaudu siinuselist voolujaotust. Ajahetkel t= 0, kui voolu amplituud jõuab maksimaalne väärtus, ja positiivsete laengute kiirusvektor on suunatud ülespoole (negatiivne - allapoole), antenni mis tahes punktis on laeng selle pikkuseühiku kohta võrdne nulliga. Pärast perioodi esimest kvartalit ( t =T/4) positiivsed laengud koonduvad antenni ülemisele poolele ja negatiivsed laengud alumisele poolele. Sel juhul on vool null (joonis 3, b). Hetkel t = T/2 pikkusühiku laeng on null ja positiivsete laengute kiirusvektor on suunatud allapoole (joonis 3, sisse). Seejärel jaotatakse kolmanda kvartali lõpuks tasud ümber (joonis 3, G) ja selle lõppemisel lõpeb kogu võnkeperiood ( t = T) ja kõik näeb välja nagu joonisel fig. 3, a.

Selleks, et signaal (näiteks ajas muutuv vool, mis juhib raadiovastuvõtja valjuhääldit) leviks kaugele, peab saatja kiirgus olema moduleerida näiteks saateantennis oleva voolu amplituudi muutmisega vastavalt signaalile, millega kaasneb elektromagnetvälja võnkumiste amplituudi moduleerimine (joonis 4).

Saateantenn on saatja see osa, kus elektrilaengud ja voolud võnkuvad, kiirgades ümbritsevasse ruumi elektromagnetvälja. Antennil võib olla väga erinevaid konfiguratsioone, olenevalt sellest, millist elektromagnetvälja vormi soovite saada. See võib olla üks sümmeetriline vibraator või sümmeetriliste vibraatorite süsteem, mis asuvad üksteisest teatud kaugusel ja tagavad vajaliku suhte voolude amplituudide ja faaside vahel. Antenn võib olla sümmeetriline vibraator, mis asub suhteliselt suure tasase või kumera metallpinna ees, mis toimib reflektorina. Sentimeeter- ja millimeeterlainete vahemikus on eriti efektiivne metalltoru-lainejuhiga ühendatud sarvekujuline antenn, mis täidab ülekandeliini rolli. Lühikese antenni voolud lainejuhi sisendis kutsuvad esile selle vahelduvvoolu sisepind. Need voolud ja nendega seotud elektromagnetväli levivad mööda lainejuhti sarveni.

Antenni konstruktsiooni ja selle geomeetriat muutes on võimalik saavutada selle erinevates osades vooluvõnkumiste amplituudide ja faaside selline suhe nii, et kiirgus mõnes suunas võimendub ja teistes sumbub (suundantennid).

Mis tahes tüüpi antennist suurte vahemaade korral on elektromagnetväli üsna lihtne: mis tahes punktis on elektrivälja tugevuse vektorid. E ja magnetvälja induktsioon AT võnkuma faasis üksteisega risti asetsevates tasapindades, vähenedes pöördvõrdeliselt kaugusega allikast. Sel juhul on lainefrondil kasvava sfääri kuju ja energiavoo vektor (Poyntingi vektor) on suunatud piki selle raadiusi väljapoole. Poyntingi vektori integraal kogu sfääri ulatuses annab kogu ajakeskmise kiirgusenergia. Sel juhul levivad valguse kiirusel radiaalsuunas levivad lained allikast mitte ainult vektorite võnkumisi. E ja B, aga ka välja hoogu ja selle energiat.

Elektromagnetlainete vastuvõtt ja hajumise nähtus.

Kui juhtiv silinder asetatakse kaugallikast leviva elektromagnetvälja tsooni, on selles indutseeritud voolud võrdelised elektromagnetvälja tugevusega ja lisaks sõltuvad silindri orientatsioonist. langeval lainefrondil ja elektrivälja tugevuse vektori suunal. Kui silinder on traadi kujul, mille läbimõõt on lainepikkusega võrreldes väike, on indutseeritud vool maksimaalne, kui juhe on vektoriga paralleelne E langev laine. Kui traat lõigatakse keskelt läbi ja saadud klemmidele on ühendatud koormus, siis antakse sellele energiat, nagu raadiovastuvõtja puhul. Selle juhtme voolud käituvad samamoodi nagu saateantenni vahelduvvoolud ja seetõttu kiirgab see välja ka ümbritsevasse ruumi (st langev laine on hajutatud).

Elektromagnetlainete peegeldumine ja murdumine.

Saateantenn on tavaliselt paigaldatud kõrgele maapinnast. Kui antenn on kuival liivasel või kivisel maastikul, käitub maapind nagu isolaator (dielektrik) ja antenni poolt selles indutseeritud voolud on seotud aatomisiseste vibratsioonidega, kuna siin pole vabu laengukandjaid, nagu näiteks juhid ja ioniseeritud gaasid. Need mikroskoopilised võnkumised tekitavad maapinna kohal elektromagnetlaine maapinnalt peegelduva välja ja lisaks muudavad pinnasesse siseneva laine levimise suunda. See laine liigub väiksema kiirusega ja tavalise suhtes väiksema nurga all kui langev laine. Seda nähtust nimetatakse murdumiseks. Kui laine langeb osale maapinnast, millel on koos dielektrikuga ka juhtivad omadused, tundub murdunud laine üldpilt palju keerulisem. Nagu varemgi, muudab laine piirpinnal suunda, kuid nüüd levib väli maapinnas nii, et võrdsete faaside pinnad ei lange enam kokku võrdse amplituudiga pindadega, nagu tavaliselt tasapinna puhul. Laine. Lisaks väheneb kiiresti lainete võnkumiste amplituud, kuna juhtivuselektronid annavad kokkupõrgete käigus oma energia aatomitele. Selle tulemusena muundub lainete võnkumiste energia kaootilise soojusliikumise energiaks ja hajub. Seetõttu ei saa lained seal, kus maa juhib elektrit, sügavale tungida. Sama kehtib ka merevesi mis teeb raadioside allveelaevadega keeruliseks.

Ülemistes kihtides maa atmosfäär Seal on ioniseeritud gaasi kiht, mida nimetatakse ionosfääriks. See koosneb vabadest elektronidest ja positiivselt laetud ioonidest. Maalt saadetavate elektromagnetlainete mõjul hakkavad ionosfääri laetud osakesed võnkuma ja kiirgama omaenda elektromagnetvälja. Laetud ionosfääri osakesed interakteeruvad saadetud lainega ligikaudu samal viisil kui dielektrilised osakesed ülaltoodud juhul. Ionosfääri elektronid ei ole aga seotud aatomitega, nagu dielektriku puhul. Nad reageerivad elektriväli saadetud laine ei ole hetkeline, vaid teatud faasinihkega. Selle tulemusel levib laine ionosfääris mitte väiksema nurga all, nagu dielektrikus, vaid tavalise suhtes suurema nurga all kui maalt saadetud langev laine ja laine faasikiirus ionosfääris osutub olema suurem kui valguse kiirus c. Kui laine langeb teatud kriitilise nurga all, muutub murdunud kiire ja normaalse vaheline nurk sirgjoone lähedaseks ning langemisnurga edasisel suurenemisel peegeldub kiirgus Maa poole. Ilmselgelt tekitavad sel juhul ionosfääri elektronid välja, mis kompenseerib murdunud laine välja vertikaalsuunas ja ionosfäär toimib peeglina.

Kiirguse energia ja impulss.

Kaasaegses füüsikas tehakse valik Maxwelli elektromagnetvälja teooria ja viivitatud kaugtegevuse teooria vahel Maxwelli teooria kasuks. Niikaua kui meid huvitab ainult allika ja vastuvõtja vastastikune mõju, on mõlemad teooriad võrdselt head. Kaugtegevuse teooria ei anna aga mingit vastust küsimusele, kus on energia, mille allikas on juba välja lasknud, kuid mida vastuvõtja pole veel vastu võtnud. Maxwelli teooria kohaselt kannab allikas energiat elektromagnetlainele, milles see asub, kuni see kantakse üle laine neelanud vastuvõtjale. Samal ajal järgitakse igal etapil energia jäävuse seadust.

Seega on elektromagnetlainetel energia (nagu ka impulss), mis paneb meid pidama neid sama reaalseteks kui näiteks aatomeid. Päikesel paiknevad elektronid ja prootonid edastavad energiat elektromagnetkiirgusele, peamiselt spektri infrapuna-, nähtava- ja ultraviolettkiirguse piirkondades; Umbes 500 sekundi pärast Maale jõudnuna vabastab see selle energia: temperatuur tõuseb, taimede rohelistes lehtedes toimub fotosüntees jne. 1901. aastal mõõtis P.N.Lebedev eksperimentaalselt valguse rõhku, kinnitades, et valgusel pole mitte ainult energiat, vaid ka hoogu (pealegi on nendevaheline seos Maxwelli teooriaga kooskõlas).

Footonid ja kvantteooria.

19. ja 20. sajandi vahetusel, kui tundus, et elektromagnetkiirguse ammendav teooria on lõpuks üles ehitatud, esitas loodus veel üks üllatus: selgus, et lisaks laine omadused, mida kirjeldab Maxwelli teooria, on kiirgusel ka osakeste omadused ja mida tugevam, seda lühem on lainepikkus. Need omadused tulevad eriti esile fotoelektrilise efekti (elektronide väljalöömine metalli pinnalt valguse toimel) fenomenis, mille avastas 1887. aastal G. Hertz. Selgus, et iga väljutatud elektroni energia sõltub sagedusest n langevat valgust, kuid mitte selle intensiivsust. See näitab, et valguslainega seotud energia edastatakse diskreetsete osadena – kvantidena. Kui langeva valguse intensiivsust suurendada, suureneb ajaühikus väljalöökide arv, kuid mitte igaühe energia. Teisisõnu, kiirgus edastab energiat teatud minimaalsetes osades – nagu valgusosakesed, mida nimetati footoniteks. Footonil ei ole puhkemassi ega laengut, kuid selle spinn ja impulss on võrdsed hn/c, ja energia võrdne hn; see liigub vabas ruumis ühtlase kiirusega c.

Kuidas saab elektromagnetkiirgus omada kõiki lainete omadusi, mis avalduvad interferentsis ja difraktsioonis, kuid fotoefekti korral käituda osakeste voona? Praegu võib selle duaalsuse kõige rahuldavama seletuse leida kvantelektrodünaamika keerulisest formalismist. Kuid isegi sellel keerukal teoorial on oma raskused ja selle matemaatiline järjepidevus on küsitav. OSAKESTE ELEMENTARY; FOTOELEKTRILINE EFEKT; KVANTMEHAANIKA; VEKTOR.

Makroskoopilistes millimeetri- ja pikemate elektromagnetlainete kiirgamise ja vastuvõtmise probleemides ei mängi kvantmehaanilised efektid õnneks tavaliselt olulist rolli. Näiteks sümmeetrilise dipoolantenni kiirgavate footonite arv on nii suur ja igaühe poolt kantav energia nii väike, et võib unustada diskreetsed kvantid ja eeldada, et kiirguse emissioon on pidev protsess.

Elektromagnetimpulss (EMP) on loodusnähtus, mille põhjustab osakeste (peamiselt elektronide) kiire kiirendus, mille tulemuseks on intensiivne purunemine. elektromagnetiline energia. EMP igapäevased näited on välk, sisepõlemismootorite süütesüsteemid ja päikesekiired. Kuigi elektromagnetiline impulss suudab elektroonikaseadmeid keelata, seda tehnoloogiat saab kasutada elektrooniliste seadmete sihipäraseks ja ohutuks keelamiseks või isiklike ja konfidentsiaalsete andmete turvalisuse tagamiseks.

Sammud

Elementaarse elektromagnetilise emitteri loomine

Koguge kokku vajalikud materjalid. Lihtsa elektromagnetilise emitteri loomiseks vajate ühekordset kaamerat, vasktraati, kummikindaid, joodist, jootekolbi ja raudvarrast. Kõiki neid esemeid saab osta kohalikust riistvarapoest.

• Mida jämedama traadi katse jaoks võtate, seda võimsam on lõplik emitter.
• Kui te ei leia raudlatti, võite selle asendada mittemetallist vardaga. Pange tähele, et selline asendamine mõjutab negatiivselt toodetud impulsi võimsust.
• Kui käsitlete elektrilisi osi, mis suudavad laengut hoida, või kui juhite elektrivoolu läbi eseme, soovitame võimaliku elektrilöögi vältimiseks kanda kummikindaid.

1. Pange elektromagnetiline mähis kokku. Elektromagnetmähis on seade, mis koosneb kahest eraldi, kuid samal ajal omavahel ühendatud osast: juhist ja südamikust. Sel juhul toimib raudvarras südamikuna ja vasktraat juhina.

   Jootke elektromagnetilise mähise otsad kondensaatori külge. Kondensaator on tavaliselt kahe klemmiga silinder ja seda võib leida igal trükkplaadil. Ühekordses kaameras vastutab selline kondensaator välgu eest. Enne kondensaatori jootmist eemaldage kindlasti aku kaamerast, vastasel juhul võite saada šoki.

   Leidke elektromagnetilise emitteri testimiseks turvaline koht. Sõltuvalt kasutatavatest materjalidest on teie EMP efektiivne tööulatus igas suunas ligikaudu üks meeter. Olgu kuidas on, aga igasugune EMP alla kuuluv elektroonika hävib.

   • Ärge unustage, et EMP mõjutab hävitamise raadiuses erandita kõiki seadmeid, alates elu toetavatest seadmetest, nagu südamestimulaatorid, ja lõpetades Mobiiltelefonid. Selle seadme poolt EMP kaudu tekitatud kahju võib kaasa tuua õiguslikke tagajärgi.
   • Maandatud ala, näiteks känd või plastlaud, on ideaalne pind elektromagnetilise emitteri testimiseks.

2. Leia sobiv katseobjekt. Kuna elektromagnetväli mõjutab ainult elektroonikat, kaaluge mõne odava seadme ostmist kohalikust elektroonikapoest. Katse võib lugeda õnnestunuks, kui pärast EMP aktiveerimist elektrooniline seade lakkab töötamast.

   • Paljud kontoritarvete kauplused müüvad üsna odavaid elektroonilisi kalkulaatoreid, millega saate kontrollida loodud emitteri efektiivsust.

3. Sisestage aku tagasi kaamerasse. Laadimise taastamiseks peate läbima kondensaatori elekter, mis seejärel varustab teie elektromagnetmähisega voolu ja loob elektromagnetilise impulsi. Asetage katseobjekt EM-kiirgurile võimalikult lähedale.

   Laske kondensaatoril laadida. Laske akul uuesti kondensaatorit laadida, ühendades selle elektromagnetmähise küljest lahti, seejärel ühendage need uuesti kummikinnaste või plastiktangidega. Paljaste kätega töötades võite saada elektrilöögi.

   Lülitage kondensaator sisse. Kaamera välklambi aktiveerimine vabastab kondensaatorisse salvestatud elekter, mis mähise läbimisel tekitab elektromagnetilise impulsi.

   Kaasaskantava EM kiirgusseadme loomine

   1. Koguge kokku kõik, mida vajate. Kaasaskantava EMP-seadme loomine läheb sujuvamalt, kui teil on kõik vajalikud tööriistad ja komponendid. Teil on vaja järgmisi esemeid:

      Tõmmake trükkplaat kaamerast välja.Ühekordse kaamera sees on trükkplaat, mis vastutab selle funktsionaalsuse eest. Kõigepealt eemaldage patareid ja seejärel plaat ise, unustamata märkida kondensaatori asukohta.

      • Töötades kaamera ja kondensaatoriga kummikindaid kandes, kaitsete end seeläbi võimaliku elektrilöögi eest.
      • Kondensaatorid on tavaliselt silindri kujul, mille plaadile on kinnitatud kaks tihvti. See on tulevase EMP-seadme üks olulisemaid detaile.
      • Pärast aku eemaldamist klõpsake paar korda kaameral, et kondensaatoris kogunenud laeng ära kasutada. Kogunenud laengu tõttu võite igal ajal elektrilöögi saada.

   2. Kerige vasktraat ümber rauasüdamike. Võtke piisavalt vasktraati, et ühtlaselt kulgevad pöörded saaksid rauasüdamiku täielikult katta. Veenduge ka, et pöörded sobiksid tihedalt kokku, vastasel juhul mõjutab see negatiivselt EMP võimsust.

      • Jätke mähise otstesse väike kogus traati. Neid on vaja ülejäänud seadme ühendamiseks mähisega.

   3. Kandke raadioantennile isolatsioon. Raadioantenn toimib käepidemena, mille külge kinnitatakse kaamera mähis ja plaat. Elektrilöögi eest kaitsmiseks keerake antenni aluse ümber elektriteip.

      Kinnitage tahvel paksu papitüki külge. Papp on veel üks isolatsioonikiht, mis säästab teid vastiku elektrilahenduse eest. Võtke plaat ja kinnitage see elektriteibiga papi külge, kuid nii, et see ei kataks elektrit juhtiva ahela jälgi.

      • Kinnitage plaat esiküljega ülespoole, nii et kondensaator ja selle juhtivad jäljed ei puutuks kartongiga kokku.
      • PCB papist tagaküljel peaks olema ka piisavalt ruumi akupesa jaoks.

   4. Kinnitage elektromagnetiline mähis raadioantenni otsa. Kuna elektrivool peab EMP tekitamiseks läbima mähise, on hea mõte lisada teine ​​isolatsioonikiht, asetades mähise ja antenni vahele väikese papitüki. Võtke kleeplint ja kinnitage pool papitüki külge.

      Jootke toiteplokk. Leidke plaadil aku pistikud ja ühendage need akupesa vastavate kontaktidega. Pärast seda saate kogu asja fikseerida elektrilindiga kartongi vabale alale.

      Ühendage mähis kondensaatoriga. Peate jootma vasktraadi otsad kondensaatori elektroodide külge. Kondensaatori ja elektromagnetmähise vahele tuleks paigaldada ka lüliti, mis juhiks elektrivoolu nende kahe komponendi vahel.