Классификация электромагнитных волн

Содержание
  1. Международная классификация волн по частотам. Влияние на человека.. Обсуждение на LiveInternet — Российский Сервис Онлайн-Дневников
  2. Типы электромагнитных волн (международная классификация волн по частотам)
  3. На какие виды делятся электромагнитные волны
  4. Существует несколько его разновидностей:
  5. Характеристику любой электромагнитной волны составляют три основных параметра:
  6. Принцип действия
  7. Область распространения включает в себя три зоны:
  8. Свойства
  9. К таковым — относятся:
  10. Применение и влияние
  11. В медицинской области для лечения разнообразных болезней применяется инфракрасное излучение. кроме этого:
  12. Однако, несмотря на перечисленную выше пользу, электромагнитное излучение может спровоцировать возникновение ряда негативных признаков:
  13. Электромагнитное излучение — определение, разновидности, характеристики
  14.  Характеристики электромагнитного излучения
  15. Виды электромагнитных волн
  16. Сфера применения
  17. Возможное негативное влияние на человека
  18. Классификация электромагнитных волн
  19. Плоские волны
  20. Поляризованные электромагнитные волны
  21. Классификация электромагнитных волн в зависимости от их частоты
  22. Электромагнитное излучение — воздействие на человека
  23. Что такое электромагнитное излучение?
  24. Виды электромагнитного излучения
  25. Источники излучения
  26. Влияние ЭМИ на человека
  27. Санитарные нормы
  28. Симптомы поражения
  29. Как защититься от ЭМИ?

Международная классификация волн по частотам. Влияние на человека.. Обсуждение на LiveInternet — Российский Сервис Онлайн-Дневников

Классификация электромагнитных волн

Люди — это белковая форма жизни, и электромагнитное поле настолько отличается, что можем сосуществовать, не мешая друг другу. Другое дело, что человечество уже не может обходиться без компьютеров, радиотелефонов, СВЧ-печей и прочих электронных достижений цивилизации.

А поля, порождаемые этими приборами, уже сейчас несут реальную опасность. Надо знать, как от нее защищаться. Иначе говоря: «Пользуешься огнем — изучай правила противопожарной безопасности. Иначе рискуешь сгореть».

А для этого надо разобраться, в чем состоит опасность электромагнитного поля и его форм, различающихся по частоте.

Электромагнитное поле (ЭМП) — это одно из проявлений электромагнитных излучений. Оно имеет волновую природу. А поэтому излучение еще называют электромагнитными волнами (ЭМВ). Излучения порождают поле.

Поэтому, иногда, термины ЭМВ и ЭМП используются как синонимы. Хотя, с точки зрения физики это некорректно, но для нас не принципиально. Поэтому далее будем просто говорить: «поле», «волны», «лучи».

Как всякие волны ЭМВ имеют свою длину — от нескольких сотых нм (нанометров) до сотен Мм (мегаметров). Самые короткие волны излучают элементарные частицы. Самые длинные — некоторые космические объекты.

Поскольку волны имеют определенную скорость распространения в пространстве, примерно равную скорости света, у них есть еще одна характеристика — частота. Частота выражается в Гц (герцах) и определяется как частное от деления скорости света на длину волны. Чем короче волна, тем выше частота.

И наоборот — низкие частоты соответствуют длинным волнам. 

В соответствии с длинами и частотами, волны условно подразделяются на диапазоны.

Типы электромагнитных волн (международная классификация волн по частотам)

Наименование частотного диапазонаГраницы диапазонаНаименование волнового диапазонаГраницы Диапазона
Крайне низкие, КНЧ3-30 ГцДекамегаметровые100-10Мм
Сверхнизкие, СНЧ30-300 ГцМегаметровые10-1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ0,3-3 кГцГектокилометровые1000-100 км
Очень низкие, ОНЧ3-30 кГцМириаметровые100-10 км
Низкие частоты, НЧ30-300 кГцКилометровые10-1 км
Средние, СЧ0,3-3 МГцГектометровые1-0,1 км
Высокие частоты, ВЧ3-30 МГцДекаметровые100-10 м
Очень высокие, ОВЧ30-300 МГцМетровые10-1 м
Ультравысокие, УВЧ0,3-3 ГГцДециметровые1-0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ3-30 ГГцСантиметровые10-1 см
Крайне высокие, КВЧ30-300 ГГцМиллиметровые10-1 мм
Гипервысокие, ГВЧ300-3000 ГГцДецимиллиметровые1-0,1 мм

Еще одна, очень важная для нас характеристика волн — это их энергия, которая выражается в мкВт (микроватт). Чем выше частота волны, тем большую энергию она несет.

Поскольку мы будем рассматривать волны с точки зрения их потенциальной опасности для человека, для нас важно знать насколько глубоко они могут проникать в биологическую ткань, то есть — в наше тело.

Это поможет понять, какие именно диапазоны волн представляют наибольшую опасность для внутренних органов и систем организма: мозга, сердца, крови, легких, печени, желудка, органов репродукции и т.д.

Установлено, что наиболее вредные для человека это волны лежащие в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Более длинные волны хоть и легко проходят сквозь тело, но не представляют большой опасности, поскольку отличаются малой энергоемкостью.

Примером таких мало опасных волн в быту может быть электроосветительная сеть и бытовые электроприборы, работающие на частоте 50 Гц.

Поле с длиной волны менее 1 см, хоть и способно нести высокую энергию, намного хуже проходят сквозь тело и быстро теряет свою силу.

Среди окружающих нас приборов наибольшую опасность представляют мобильные телефоны. Они работают в диапазоне от 0,463 до 1,880 ГГц (гегагерц). При этом мощность излучения «мобильника», в рабочем режиме, может в десять и более раз превышать санитарные нормы.

На втором и третьем местах СВЧ-печи (сантиметровый диапазон) и компьютеры, электромагнитный фон которых может лежать в довольно широком диапазоне от 200 Мгц (мегагерц) до 4 ГГц (гегагерц). СВЧ-печи, хоть и несут высокую энергию, но от них можно отойти подальше.

А мощность поля, как известно, падает квадратически пропорционально расстояния от источника излучения. Мощность излучения компьютеров, обычно, намного ниже мощности мобильных телефонов. Считается, что по вредному воздействию 1 час разговора по «мобильнику» приравнивается в 4 часам работы на компьютере.

И это предельно рекомендуемые санитарные нормы в течение суток. Хотя и эти нормы, усилиями производителей электроники, в последние годы увеличились многократно.

Проходя сквозь электропроводники (металлы, электролиты, др.) волны возбуждают в них движение заряженных частиц (электронов, катионов, анионов). Человек, в основном, состоит из жидких сред: кровь, лимфа, межклеточная и внутриклеточная жидкости. Эти биологические жидкости, благодаря растворенным в них веществам, являются прекрасными электролитами. Значит человек – электропроводник.

Возбуждаемые полем частицы начинают колебаться с частотой волн. Эти колебания сопровождаются выделением энергии. И чем чаще колебания, тем больше выделяемой энергии.

Помните как мы греем руки в морозную погоду, потирая их друг о друга? Чем быстрее трешь, тем теплее они становятся. Именно поэтому высокие частоты дают больше энергии.

И если энергии слишком много, этот процесс может привести к необратимым последствиям: свертыванию белков, разрушению клеточных оболочек и даже к ожогам. Но это лишь один фактор — тепловое поражение.

Даже если энергия колебаний не слишком высока, в биологических жидкостях нарушается нормальный ход биохимических реакций, увеличивается количество шлаков и токсинов.

Наиболее чувствительны к воздействию поля молодые клетки. Под воздействием высокочастотных излучений клетка может мутировать и стать точкой роста злокачественной опухоли.

Поэтому опасность поля особенно велика для детей и плода во время беременности. Эксперимент, проведенный в Институте биофизики показал, что под воздействием излучений мобильных телефонов на эмбрионы животных смертность последних достигает 30%.

В контрольной группе (без излучений) смертность эмбрионов составила 2%.

Вышеперечисленные негативные факторы лишь немногие из их числа. Есть и другие. Например, под действием поля в организме увеличивается количество перекисных радикалов или, как их еще называют — оксидантов.

Молекулы этих веществ содержат кислород, с одной или двумя свободными валентными связями. Врачи все чаще называют оксиданты, как причину различных заболеваний. И в настоящее время установлено, что перекисные радикалы могут вызвать более половины всех известных заболеваний.

Особенно велика связь между увеличением в организме оксидантов и такими заболеваниями как рак, атеросклероз, гипертоническая болезнь, сердечная недостаточность, инфаркты, инсульты. Но пострадать может любой орган.

Думаю перечисленного, что является лишь очень малой частью всех негативных последствий воздействия на организм поля, достаточно, чтобы обратить самое пристальное внимание на меры защиты.

Е. Родимин

Источник: https://www.liveinternet.ru/users/ivanov2/post389621111

На какие виды делятся электромагнитные волны

Классификация электромагнитных волн

Электромагнитное излучение представлено одноименными волнами, которые приводятся в возбуждение под воздействием различных объектов излучения в виде молекулярных, атомных и заряженных частиц.

Существует несколько его разновидностей:

  • Видимый свет . Это излучение, способное восприниматься человеческим зрением. Волновая длина достаточно короткая и варьируется в пределах 380-780 нанометров.
  • Инфракрасное . Представляет собой что-то среднее между световым излучением и волнами радио.
  • Радиоволны . Отличаются наибольшей длиной и вмещают в себя все разновидности излучения, волны которых характеризуются длиной от полумиллиметра.
  • Ультрафиолетовое . Излучение, приносящее вред живому организму.
  • Рентгеновское . Производится электронными частицами и нашло широкое применение в медицине.
  • Гамма-излучение . Имеет самую короткую длину волн, представляя высокий уровень опасности для человеческого организма.

Характеристику любой электромагнитной волны составляют три основных параметра:

  1. Частота . Выражает количество гребней волны, проходящих в течение одной секунды. Мера измерения -герцы.
  2. Поляризация . Описывает колебания электромагнитных волн в поперечном направлении.

    Поляризованным излучение становится при волновых колебаниях, происходящих в одной плоскости. На практике данное явление можно встретить в кинотеатрах на сеансах 3Д. Посредством поляризации в 3Д-очках происходит разделение картинки.

  3. Длина .

    Представляет собой расстояние, соединяющее точки электромагнитного излучения, которые колеблются в пределах одной фазы.

Распространение электромагнитного излучения возможно в любой среде, начиная плотным веществом и заканчивая вакуумом.

При этом скорость распространения волны в вакуумном пространстве достигает 300 тысяч км в секунду. К примеру звуковые волны, в вакууме не распространяются.

Принцип действия

Электромагнитное излучение имеет энергию, основной характеристикой которой является ее напряженность. Существует постоянное и переменное поле электромагнитных волн.

Первое — характеризуется напряженностью, которая обуславливается силой, оказывающей каталитическое действие на токовый проводник. В качестве единицы напряжения выступает ампер. Переменная разновидность совмещает в себе магнитную и электрическую разновидности магнитных полей, которые расширяются в пространстве в виде волн.

Область распространения включает в себя три зоны:

  • Ближнюю – индукционную.
  • Промежуточную – интерференционную.
  • Дальнюю — волновую.

Свойства

Известно, что для электромагнитных волн характерны определенные свойства, о которых впервые заговорил Максвелл. Эти свойства обуславливаются различиями и зависимостью от параметра длины.

Именно в соответствии с этими параметрами волны электромагнитных полей подразделяются на диапазоны, которые, в свою очередь, имеют достаточно условную шкалу, поскольку расположенные рядом частоты накладывают свои свойства друг на друга.

К таковым — относятся:

  • Высокая проникающая способность.
  • Быстрая скорость растворения в веществе.
  • Негативное и благотворное влияние на человека.

Применение и влияние

Свое широкое применение электромагнитное излучение получило только в конце 19-го века, когда активно развивалась радиосвязь, посредством которой стало возможно общение на далеком расстоянии.

В качестве главных электромагнитных источников выступают крупные объекты промышленного масштаба, а также различные электрические линии передач. Помимо этого, рассматриваемый вид излучения получил активное применение в военной сфере. Там они представлены радарами и другими электрическими приборами, имеющих сложное устройство.

В медицинской области для лечения разнообразных болезней применяется инфракрасное излучение. кроме этого:

  • Посредством рентгеновского обследования становится возможным выявление внутренних повреждений в человеческом организме.
  • Лазер позволяет проводить операции, которые требуют ювелирной точности и т.п.

Однако, несмотря на перечисленную выше пользу, электромагнитное излучение может спровоцировать возникновение ряда негативных признаков:

  • Повышенную усталость.
  • Боли в голове.
  • Тошнотные позывы и т.п.

Источник: https://englishpromo.ru/stroitelstvo/na-kakie-vidy-deljatsja-jelektromagnitnye-volny

Электромагнитное излучение — определение, разновидности, характеристики

Классификация электромагнитных волн

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.

3. Длина.

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 частота от 30 кГц до 300 ГГц.

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

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

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

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

Может доходить до 10 нм. Частота таких волн очень большая – порядка 3х1016 Гц.

5. Рентгеновские лучи. частота волны 6х1019 Гц, а длина порядка 10нм — 5пм.

6. Гамма волны. Сюда относят любое излучение, частота 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.

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/653-elektromagnitnoe-izluchenie-opredelenie-raznovidnosti-kharakteristiki.html

Классификация электромагнитных волн

Классификация электромагнитных волн

Определение 1

В том случае, если векторы $\overrightarrow{E}\ $и $\overrightarrow{H}$ электромагнитного поля волны совершают гармонические колебания с одной частотой, которую называют частотой волны, такую волну называют монохроматической.

При распространении монохроматической волны всегда мотет быть найдено геометрическое место точек, которые совершают колебания в одной фазе. Такая совокупность точек носит название фронта волны. Монохроматическая волна является неограниченной в пространстве и времени.

Любая немонохроматическая волна может быть представлена суммой монохроматических волн.

Определение 2

В том случае, если источник возмущения волны можно считать малым (точкой) при этом скорость распространения возмущения одинакова во все стороны (среда является изотропной), то фронт волны имеет вид сферы с центром в источнике возмущения. Такую волну называют сферической. Уравнение монохроматической сферической волны можно представить как:

\[s=\frac{a_0}{r}sin\left[\omega (t-\frac{r}{v})\right]=\frac{a_0}{r}{sin \left(\omega t-kr\right)\ }\left(1\right),\]

где $a_0$ — амплитуда на расстоянии равном единице от источника волны.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Сферическая волна представляет абстракцию, но на большом расстоянии от источника волны ($r\gg l,l-размеры\ источника\ волны\ $) фронт волны можно считать сферическим.

На практике, обычно считают, что фронт волна является сферической, если расстояние $r$ больше, чем линейные размеры источника волны более чем в 10 раз.

В этом случае интенсивность волны убывает пропорционально квадрату расстояния от источника.

Примечание 1

Если волна считается сферической, то фронт волны движется по направлению нормали к нему. Радиус-векторы, которые проведены от источника возмущения, становятся лучами, вдоль которых происходит распространение фронта волны. В том случае, если среда, в которой распространяется волна анизотропна, то лучи и направление распространения фронта волны может не совпадать.

Плоские волны

Определение 3

Если источник волны находится очень далеко $r\to \infty $ от места наблюдения, то фронт волны считают частью сферы очень большого радиуса, то есть в некотором приближении считать плоскостью.

Электромагнитную волну называют плоской, если векторы $\overrightarrow{E}\ $и $\overrightarrow{H}$ зависят от времени и только одной декартовой координаты.

Так, например, плоскость фронта волны параллельна плоскости $ZY$, то уравнение такой плоской монохроматической волны можно записать как:

\[s=asin\left[\omega \left(t-\frac{x}{v}\right)\right]\left(2\right).\]

Из уравнения (2) следует, что поверхность одной фазы определяется условием $x=const$, то есть все точки плоскости параллельной $ZY$ находятся в одинаковой фазе.

Примечание 2

Фронт плоской волны движется параллельно самому себе. Плоская волна характеризует параллельный пучок лучей. Интенсивность плоской волны остается постоянной для всех $x$, амплитуда волны от координаты не зависит.

Плоская волна так же является идеальной моделью.

Напряженности электрического и магнитного полей плоской монохроматической волны можно охарактеризовать с помощью реальной части уравнений вида:

где $\overrightarrow{E_0}=const,\ \overrightarrow{B_0}=const.$

Определение 4

Если уравнение волны описывается законом синуса или косинуса, то такая волна называется гармонической.

Поляризованные электромагнитные волны

Определение 5

В любой точке поля плоской монохроматической световой волны конец вектора напряженности электрического поля описывает эллипс, — такую волну называют эллиптически поляризованной.

Если направления поперечного колебания сохраняется в одной плоскости, то такую волну называют плоско или линейно поляризованной.

Плоскость, в которой лежит вектор $\overrightarrow{E}$ и нормаль к фронту волны ($\overrightarrow{N}$), называют плоскостью поляризации.

От поляризованного отличаю естественный свет, в котором в каждый момент времени векторы $\overrightarrow{E},\ \overrightarrow{N,\ }\overrightarrow{B}$ все время перпендикулярны, но хаотично изменяют направления с течением времени.

Говорят, что естественный свет имеет осевую симметрию относительно направления распространения. У плоско поляризованного света есть две избранные плоскости, в одной из них лежит вектор $\overrightarrow{E}$, в другой вектор $\overrightarrow{B}$. Свет может быть частично поляризован.

Возможны другие типы поляризации поперечной волны.

Классификация электромагнитных волн в зависимости от их частоты

Электромагнитный спектр делят на радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Данные участки спектра отличаются не физической природой, а способом их получения и приема. Между данными видами волн не существует резких переходов, участки могут перекрываться, границы являются условными.

Радиоволны в свою очередь делят на:

  • сверхдлинные ($u
  • длинные ($30кГц
  • средние ($300кГц
  • ультракороткие (метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые, микрометровые) ($30МГц

Диапазон инфракрасного излучения лежит в пределах: $300ГГц6\cdot {10}{19}Гц$.

Пример 1

Задание: Запишите волновое уравнение для сферической световой волны, как можно представить его решение? Считайте, что среда, в которой распространяется волна, изотропна.

Решение:

Волновое уравнение для скалярной функции $f$ можно записать как:

\[{abla }2f-\frac{1}{c2}\frac{\partial2f}{\partial t2}=0\left(1.1\right).\]

В сферической системе координат ($r,\theta ,\varphi $) оператор ${abla }2$ определен как:

\[{abla }2=\frac{1}{r}\frac{\partial2}{\partial r2}\left(r\right)+\frac{1}{r2sin\theta }\frac{\partial}{\partial \theta }\left(sin\theta \frac{\partial}{\partial \theta }\right)+\frac{1}{r2{sin}2\theta }\frac{\partial 2}{\partial {\varphi }2}\]

уравнение (1.1) примет вид, если честь, что искомое решение не зависит от угловых переменных:

\[\frac{{\partial }2}{\partial r2}\left(rf\right)-\frac{1}{c2}\frac{{\partial }2(rf)}{\partial t2}=0\left(1.2\right).\]

Решением данного уравнения является выражение вида:

\[rf\left(r,t\right)=f_1\left(r+ct\right)+f_2\left(r-ct\right)\left(1.3\right),\]

где $f_1$ и $f_2$- произвольные функции соответствующих аргументов. Общее решение уравнения (1.2) имеет вид:

\[f\left(r,t\right)=\frac{f_1\left(r+ct\right)}{r}+\frac{f_2\left(r-ct\right)}{r}\left(1.4\right).\]

Ответ: Решение уравнения для сферической волны (1.1) — есть суперпозиция двух волн, одна движется от центра (второе слагаемое в выражении (1.4)), это расходящаяся волна, и волна, которая движется к центру (сходящаяся волна). Значение функции $f\ $в фиксированный момент времени на сфере неизменного радиуса постоянно.

Пример 2

Задание: Напишите выражение для плоской бегущей гармонической световой волны.

Решение:

Если решением волнового уравнения является функция $f=f(z,t)$, которая является суперпозицией:

\[f\left(z,t\right)=f_1\left(z+ct\right)+f_2\left(z-ct\right)\left(2.1\right),\]

то такая волна будет плоской. Если записать функцию $f_2\ в$ виде:

\[f_2\left(z-ct\right)=f_2\left(-с\left(t-\frac{z}{c}\right)\right)=Acos\omega \left(t-\frac{z}{c}\right)\left(2.2\right),\]

где $A=const$- амплитуда волны, $\omega $ — частота гармонической функции. Волна, описываемая уравнением вида (2.2) называется плоской гармонической волной. В данном случае, она движется в положительном направлении оси Z. Так как волна перемещается, то ее называют бегущей. В общем случае, когда волна распространяется вдоль оси Z в положительном направлении, уравнение представляют как:

\[f\left(z,t\right)=Acos\omega \left(t-\frac{z}{c}\right)+Вsin\omega \left(t-\frac{z}{c}\right).\]

Если плоская гармоническая волна бежит в направлении противоположном оси Z, то ее уравнение примет вид:

\[f\left(z,t\right)=Acos\omega \left(t+\frac{z}{c}\right)+Вsin\omega \left(t+\frac{z}{c}\right).\]

Ответ: $f\left(z,t\right)=Acos\omega \left(t-\frac{z}{c}\right)+Вsin\omega \left(t-\frac{z}{c}\right)$ или $f\left(z,t\right)=Acos\omega \left(t+\frac{z}{c}\right)+Вsin\omega \left(t+\frac{z}{c}\right).$

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/optika/klassifikaciya_elektromagnitnyh_voln/

Электромагнитное излучение — воздействие на человека

Классификация электромагнитных волн
Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение (ЭМИ) — явление, с которым современный человек сталкивается все время.

Излучение исходит от бытовой техники, мобильных телефонов, ламп накаливания, магнитного поля Земли, Солнца. ЭМИ выступает движущей силой научно-технического прогресса, но негативно сказывается на здоровье.

Обилие антропогенных источников электромагнитного воздействия заставляет человечество искать способы защиты.

Что такое электромагнитное излучение?

Термином обозначаются волны, возникающие при возмущении электрического и магнитного полей, распространяемых в пространстве.

Классификация электромагнитного излучения базируется на спектре частот, длине волн и поляризации. К поляризованному ЭМИ относится то, где колебания волн осуществляются в одной плоскости. Длина волн может колебаться от 5 пикометров (пм) до десятков километров.

Электрические заряды, находящиеся в движении с ускорением, формируют излучение. Распространение волн происходит как в плотной среде, так и в вакуумной, но скорость распространения ЭМИ в веществе ниже.

Источники электромагнитных излучений

Степень напряженности излучения электромагнитного поля определяется уровнем ЭМИ неприродного происхождения. Высокоуровневые источники:

  • линии электропередач;
  • электротранспорт;
  • лифты;
  • мобильные, телевизионные и радиовышки;
  • трансформаторы.

Низкий уровень излучений характерен для компьютерных дисплеев, бытовых приборов, систем снабжения электроэнергией.

Жесткие ионизирующие волны излучает медицинская диагностическая техника (рентген, компьютерная томография).

Излучение обладает свойствами волн и частиц, которые хорошо демонстрируют явление фотоэффекта, где энергия каждого электрона определяется частотой, а не интенсивностью падающего света.

Электромагнитное поле производится движущимися зарядами и токами. Теория электромагнитного поля, созданная Максвеллом, поясняет электромагнитную индукцию: изменение магнитного поля в одной точке пространства влечет образование электрического поля и наоборот. Эти порождающие друг друга поля сливаются в единое электромагнитное поле (ЭМП).

Наличие в поле замкнутого проводника приводит к появлению индукционного тока. При максимальной амплитуде тока и направленном вверх векторе скорости положительных зарядов во всех точках антенны заряд, приходящийся на единицу ее длины, равен нулю.

Виды электромагнитного излучения

ЭМИ разделено на виды по характеристикам длины и частоты.

Длина волн колеблется в таких диапазонах:

Диапазоны электромагнитного излучения

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

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

Волны разной длины образуются разными способами:

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

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

Источники излучения

По природе возникновения источники ЭМИ бывают искусственными (электроприборы и механизмы) и природными (поле Земли, атмосферные явления, ядерный синтез).

Излучение передвигается от источника к приемнику на большой скорости. Согласно большинству теорий, если они разделены вакуумным пространством или разреженным газом, скорость передвижения волн равна скорости света (300 тыс. км/с).

Все виды излучений движутся в свободном пространстве одинаково быстро, различной будет только частота колебаний в секунду.

Источники электромагнитных излучений в быту

Источники электромагнитных излучений:

  • нагретые тела (лампы накаливания, радиаторы);
  • радиоактивные элементы;
  • линии электропередач;
  • радио- и телепередатчики;
  • лазерные установки;
  • станции сотовой связи;
  • радиолокационные и релейные станции;
  • ядерные и космические процессы;
  • железнодорожный и электротранспорт;
  • бытовая электротехника.

Источники электромагнитных волн есть в каждой квартире (телевизоры, холодильники, микроволновые печи, Wi-Fi-роутеры, мобильные телефоны).

Аэрогрили, холодильники с системой размораживания, микроволновые печи, мобильные телефоны и компьютеры представляют наибольшую электромагнитную опасность.

Чем ближе человек находится к источнику и чем выше его мощность, тем большее воздействие на организм оказывает ЭМИ.

Влияние ЭМИ на человека

Продолжительное воздействие электромагнитных излучений на организм приводит к развитию многих заболеваний, включая генетические мутации. Это объясняется высокой биологической активностью ЭМП. Человек подвергается облучению не только в производственных условиях, но и в бытовых — в квартире или транспорте.

Излучения могут воздействовать на организм местно и на масштабном уровне. Последний вариант характерен для линий электропередач, примером местного влияния может служить мобильный телефон. Воздействие с накопительным эффектом, постепенно причиняет вред головному мозгу и другим органам.

Флюксметр (прибор для измерения интенсивности ЭМИ)

Вычислить степень загрязненности помещения электромагнитными излучениями можно с помощью флюксметра (прибора для измерения интенсивности ЭМИ). Излучения с большей длиной волны способны проникать глубоко в ткани, волны диапазона СВЧ проходят через верхний слой эпидермиса, вызывая его нагревание.

Санитарные нормы

Безопасность электромагнитной обстановки регулируется стандартами. Санитарные нормы электромагнитного излучения для стран разные. В России верхней границей безопасной нормы считается 0,2 мкТл.

Допустимое расстояние от населенных пунктов до высоковольтных линий электропередач определяется классом их напряжения.

Линии ультравысокого напряжения должны быть размещены не ближе 300 м от города или поселка. Норма излучений от мобильных станций в разных странах колеблется от 2,5 мкВт на 1 см² до 100 мкВт на 1 см².

На производстве границы нормы плотности потока энергии ЭМП следующие:

  • 25 мкВт на 1 см² (при 8-часовом воздействии);
  • 100 мкВт на 1 см² (при 2-часовом воздействии).

Для сверхвысокочастотных волн установлена санитарная норма не более 10 Вт на 1 м².

Симптомы поражения

Негативное влияние ЭМИ на здоровье человека было доказано многочисленными медицинскими исследованиями.

Клинические проявления действия ЭМИ

Симптомы поражения мощным излучением:

  • головные боли;
  • расстройство памяти и внимания;
  • снижение зрения;
  • бессонница;
  • упадок сил;
  • повышение давления и температуры тела;
  • тошнота;
  • нарушения психики и функций ЦНС;
  • эндокринные расстройства.

Опасное последствие воздействия сверхвысоких ЭМИ — повреждения на клеточном уровне и нарушение работы систем организма. Вредное излучение способно накапливаться в организме, приводя к отравлению.

Как защититься от ЭМИ?

Чтобы минимизировать негативное влияние ЭМИ, следует придерживаться таких правил:

  1. Находиться как можно дальше от излучающего прибора.
  2. Если нет возможности отдалиться от источника излучения, необходимо уменьшить время контакта.
  3. Когда устройство не используется, должно быть в выключенном состоянии.

Безопасное расстояние рассчитывается исходя из мощности источника:

  • для линий электропередач, теле- и радиовышек составляет минимум 25 м;
  • для компьютерных и телевизионных LD-мониторов — 30 см;
  • для электронных часов — 10 см;
  • мобильный и радиотелефон во время разговора следует отодвигать от уха на 5 см;
  • системный блок компьютера рекомендуется держать на полу на уровне ног;
  • расстояние между холодильником и обеденным столом должно превышать 1 м.

Для защиты от излучения на производстве используются поглощающие и экранирующие материалы.

Врач-пульмонолог, Терапевт, Кардиолог, Врач функциональной диагностики. Врач высшей категории. Опыт работы: 9 лет. Закончила Хабаровский государственный мединститут, клиническая ординатура по специальности «терапия». Занимаюсь диагностикой, лечением и профилактикой заболеваний внутренних органов, также провожу профосмотры. Лечу заболевания органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы.Беспалова Ирина Леонидовна опубликовала статей: 486

Источник: https://ObOtravlenii.ru/izluchenie/elektromagnitnoe/elektromagnitnoe-izluchenie.html

Booksm
Добавить комментарий