Електромагнитни вълни, електромагнитно излъчване, разпространение на електромагнитни вълни. Електромагнитни вълни - свойства и характеристики

Малко хора знаят, че радиацията от електромагнитно естество прониква в цялата Вселена. Електромагнитните вълни възникват, когато се разпространяват в пространството. В зависимост от честотата на вибрациите на вълните те условно се разделят на видима светлина, радиочестотен спектър, инфрачервени диапазони и др. Практическото съществуване на електромагнитните вълни е експериментално доказано през 1880 г. от немския учен Г. Херц (между другото, мерната единица за честота е кръстена на него).

От курса по физика знаем какво е специален вид материя. Въпреки че само малка част от него може да се види с зрение, влиянието му върху материалния свят е огромно. Електромагнитните вълни са последователно разпространение в пространството на взаимодействащи вектори на напрегнатост на магнитното и електрическото поле. Но думата „разпространение“ в този случай не е напълно правилна: говорим по-скоро за вълнообразно смущение на пространството. Причината за генериране на електромагнитни вълни е появата в пространството на електрическо поле, което се променя с времето. И както знаете, има пряка връзка между електрическите и магнитните полета. Достатъчно е да запомните правилото, според което има магнитно поле около всеки проводник с ток. Една частица, засегната от електромагнитни вълни, започва да трепти и тъй като има движение, това означава, че има излъчване на енергия. Електрическото поле се прехвърля към съседна частица, която е в покой, в резултат на което отново се генерира поле с електрическа природа. И тъй като полетата са взаимосвързани, следват магнитните полета. Процесът се разпространява лавинообразно. В този случай няма реално движение, а само вибрации на частици.

Физиците отдавна обмислят възможността за практическо използване на това. В съвременния свят енергията на електромагнитните вълни е толкова широко използвана, че мнозина дори не я забелязват, приемайки я за даденост. Ярък пример са радиовълните, без които работата на телевизорите и мобилните телефони би била невъзможна.

Процесът протича по следния начин: модулиран метален проводник със специална форма (антена) се предава постоянно, поради свойствата на електрическия ток, около проводника възниква електрическо и след това магнитно поле, което води до излъчване на електромагнитни вълни. Тъй като са модулирани, те носят определен ред, кодирана информация. За улавяне на необходимите честоти на приемника е инсталирана приемна антена със специален дизайн. Тя ви позволява да изберете необходимите честоти от общия електромагнитен фон. Веднъж попаднали в металния приемник, вълните се преобразуват частично в електрически ток с оригиналната модулация. След това отиват до усилващия блок и контролират работата на устройството (преместват конуса на високоговорителя, въртят електродите в телевизионните екрани).

Токът, произведен от електромагнитни вълни, може лесно да се види. За да направите това, достатъчно е оголената сърцевина на кабела, преминаващ от антената към приемника, да докосне общата маса (отоплителен радиатор. В този момент между земята и сърцевината прескача искра - това е проява на Токът, генериран от антената, е толкова по-голям, колкото по-близо и по-мощен е предавателят. Също така конфигурацията на антената оказва значително влияние.

Друго проявление на електромагнитните вълни, с което мнозина се сблъскват ежедневно в ежедневието, е използването на микровълнова фурна. Силовите линии на въртящото се поле пресичат обекта и пренасят част от енергията си, като го нагряват.

Електромагнитната вълна е смущение на електромагнитното поле, което се предава в пространството. Скоростта му съответства на скоростта на светлината

2. Опишете експеримента на Hertz за откриване на електромагнитни вълни

В експеримента на Херц източникът на електромагнитни смущения са електромагнитни трептения, които възникват във вибратор (проводник с въздушна междина в средата). Към тази празнина беше приложено високо напрежение, което предизвика искров разряд. След миг в резонатора (подобен вибратор) се появи искров разряд. Най-интензивната искра се появи в резонатора, който беше разположен успоредно на вибратора.

3. Обяснете резултатите от експеримента на Херц, като използвате теорията на Максуел. Защо електромагнитната вълна е напречна?

Токът през разрядната междина създава индукция около себе си, магнитният поток се увеличава и се появява индуциран ток на изместване. Напрежението в точка 1 (фиг. 155, b от учебника) е насочено обратно на часовниковата стрелка в равнината на чертежа, в точка 2 токът е насочен нагоре и предизвиква индукция в точка 3, напрежението е насочено нагоре. Ако напрежението е достатъчно за електрически пробив на въздуха в междината, тогава възниква искра и в резонатора протича ток.

Тъй като посоките на векторите на индукция на магнитното поле и напрегнатостта на електрическото поле са перпендикулярни една на друга и на посоката на вълната.

4. Защо излъчването на електромагнитни вълни възниква при ускорено движение на електрически заряди? Как силата на електрическото поле в излъчена електромагнитна вълна зависи от ускорението на излъчващата заредена частица?

Силата на тока е пропорционална на скоростта на движение на заредените частици, така че електромагнитна вълна възниква само ако скоростта на движение на тези частици зависи от времето. Интензитетът на излъчваната електромагнитна вълна е право пропорционален на ускорението на излъчващата заредена частица.

5. Как енергийната плътност на електромагнитното поле зависи от напрегнатостта на електрическото поле?

Енергийната плътност на електромагнитното поле е право пропорционална на квадрата на напрегнатостта на електрическото поле. Това е процесът на разпространение на електромагнитно взаимодействие в пространството.
Електромагнитните вълни се описват от уравненията на Максуел, общи за електромагнитните явления. Дори при липса на електрически заряди и токове в космоса, уравненията на Максуел имат ненулеви решения. Тези решения описват електромагнитни вълни.
При липса на заряди и токове уравненията на Максуел приемат следната форма:

,

Като приложите операцията на гниене към първите две уравнения, можете да получите отделни уравнения за определяне на силата на електрическото и магнитното поле

Тези уравнения имат типичната форма на вълнови уравнения. Техните решения са суперпозиция на изрази от следния тип

Къде – Определен вектор, който се нарича вълнов вектор, ? – число, наречено циклична честота, ? – фаза. Величините са амплитудите на електрическите и магнитните компоненти на електромагнитната вълна. Те са взаимно перпендикулярни и еднакви по абсолютна стойност. Физическата интерпретация на всяка от въведените величини е дадена по-долу.
Във вакуум електромагнитната вълна се движи със скорост, наречена скорост на светлината. Скоростта на светлината е фундаментална физическа константа, която се обозначава с латинската буква c. Според основните постулати на теорията на относителността скоростта на светлината е максимално възможната скорост на предаване на информация или движение на тялото. Тази скорост е 299 792 458 m/s.
Електромагнитната вълна се характеризира с честота. Правете ли разлика между честотата на линията? и циклична честота? = 2??. В зависимост от честотата електромагнитните вълни принадлежат към един от спектралните диапазони.
Друга характеристика на електромагнитната вълна е вълновият вектор. Вълновият вектор определя посоката на разпространение на електромагнитната вълна, както и нейната дължина. Абсолютната стойност на вълновия вектор се нарича вълново число.
Дължина на електромагнитната вълна? = 2? / к,където k е вълновото число.
Дължината на електромагнитната вълна е свързана с честотата чрез закона за дисперсията. В празнотата тази връзка е проста:

?? = ° С.

Тази връзка често се записва във формуляра

? = c k.

Електромагнитните вълни с еднаква честота и вълнов вектор могат да се различават по фаза.
Във вакуум векторите на силата на електрическите и магнитните полета на електромагнитната вълна са задължително перпендикулярни на посоката на разпространение на вълната. Такива вълни се наричат ​​напречни вълни. Математически това се описва с уравненията и . Освен това напрегнатостта на електрическото и магнитното поле са перпендикулярни една на друга и винаги са равни по абсолютна стойност във всяка точка на пространството: E = H. Ако изберете координатна система, така че оста z да съвпада с посоката на разпространение на електромагнитна вълна, има две различни възможности за посоките на векторите на напрегнатост на електрическото поле. Ако еклектичното поле е насочено по оста x, то магнитното поле ще бъде насочено по оста y и обратно. Тези две различни възможности не се изключват взаимно и съответстват на две различни поляризации. Този въпрос е разгледан по-подробно в статията Поляризация на вълната.
Спектрални диапазони с подчертана видима светлина В зависимост от честотата или дължината на вълната (тези величини са свързани една с друга), електромагнитните вълни се класифицират в различни диапазони. Вълните в различни диапазони взаимодействат с физическите тела по различни начини.
Електромагнитните вълни с най-ниска честота (или най-голяма дължина на вълната) се класифицират като радиообхват.Радиообхватът се използва за предаване на сигнали на разстояние чрез радио, телевизия и мобилни телефони. Радарът работи в радиообхвата. Радиообхватът се разделя на метър, дицеметър, сантиметър, милиметър в зависимост от дължината на електромагнитната вълна.
Електромагнитните вълни най-вероятно принадлежат към инфрачервения диапазон. Топлинното излъчване на тялото е в инфрачервения диапазон. Регистрирането на тази вибрация е в основата на работата на уредите за нощно виждане. Инфрачервените вълни се използват за изследване на топлинните вибрации в телата и помагат за определяне на атомната структура на твърди вещества, газове и течности.
Електромагнитното излъчване с дължини на вълните между 400 nm и 800 nm принадлежи към диапазона на видимата светлина. В зависимост от честотата и дължината на вълната, видимата светлина варира по цвят.
Дължини на вълните под 400 nm се наричат ултравиолетов.Човешкото око не може да ги различи, въпреки че свойствата им не се различават от свойствата на видимите вълни. По-високата честота и, следователно, енергията на квантите на такава светлина води до по-разрушителен ефект на ултравиолетовите вълни върху биологичните обекти. Земната повърхност е защитена от вредното въздействие на ултравиолетовите вълни от озоновия слой. За допълнителна защита природата е дарила хората с тъмна кожа. Въпреки това, хората се нуждаят от ултравиолетови лъчи, за да произвеждат витамин D. Ето защо хората в северните ширини, където интензитетът на ултравиолетовите вълни е по-малък, са загубили тъмния си цвят на кожата.
Електромагнитните вълни с по-висока честота принадлежат към Рентгеновдиапазон. Наричат ​​се така, защото Рентген ги открива, докато изучава радиацията, която се получава, когато електроните се забавят. В чуждестранната литература такива вълни обикновено се наричат рентгенови лъчизачитайки желанието на Рентген лъчите да не бъдат кръстени на него. Рентгеновите вълни взаимодействат слабо с материята, като се абсорбират по-силно там, където плътността е по-голяма. Този факт се използва в медицината за рентгенова флуорография. Рентгеновите вълни се използват и за елементен анализ и изследване на структурата на кристалните тела.
Най-висока честота и най-къса дължина имат ?-лъчи.Такива лъчи се образуват в резултат на ядрени реакции и реакции между елементарни частици. ?-лъчите имат голям разрушителен ефект върху биологичните обекти. Те обаче се използват във физиката за изследване на различни характеристики на атомното ядро.
Енергията на електромагнитната вълна се определя от сумата от енергиите на електрическото и магнитното поле. Енергийната плътност в определена точка на пространството се дава от израза:

.

Осреднената за времето плътност на енергията е равна на.

,

Където E 0 = H 0 е амплитудата на вълната.
Плътността на енергийния поток на електромагнитната вълна е важна. По-специално, той определя светлинния поток в оптиката. Плътността на енергийния поток на електромагнитната вълна се определя от вектора на Умов-Пойнтинг.

Разпространението на електромагнитни вълни в среда има редица характеристики в сравнение с разпространението в празнота. Тези характеристики са свързани със свойствата на средата и като цяло зависят от честотата на електромагнитната вълна. Електрическите и магнитните компоненти на вълната предизвикват поляризация и магнетизация на средата. Тази реакция на средата е различна в случай на ниски и високи честоти. При ниска честота на електромагнитната вълна електроните и йоните на веществото имат време да реагират на промените в интензитета на електрическите и магнитните полета. Отговорът на средата проследява времевите флуктуации във вълни. При висока честота електроните и йоните на веществото нямат време да се изместят по време на периода на колебание на вълновите полета и следователно поляризацията и магнетизацията на средата са много по-малки.
Нискочестотното електромагнитно поле не прониква в металите, където има много свободни електрони, които се изместват по този начин и напълно заглушават електромагнитната вълна. Електромагнитна вълна започва да прониква в метала с честота над определена честота, която се нарича плазмена честота. При честоти, по-ниски от плазмената честота, електромагнитната вълна може да проникне през повърхностния слой на метала. Това явление се нарича скин ефект.
В диелектриците законът за дисперсия на електромагнитната вълна се променя. Ако електромагнитните вълни се разпространяват във вакуум с постоянна амплитуда, тогава в средата те се отслабват поради абсорбция. В този случай енергията на вълната се предава на електрони или йони на средата. Като цяло законът на дисперсията при липса на магнитни ефекти приема формата

Където вълновото число k е комплексна величина, чиято имагинерна част описва намаляването на амплитудата на електромагнитната вълна, е честотно-зависимата комплексна диелектрична константа на средата.
В анизотропни среди посоката на векторите на напрегнатост на електрическото и магнитното поле не е непременно перпендикулярна на посоката на разпространение на вълната. Посоката на векторите на електрическата и магнитната индукция обаче запазва това свойство.
При определени условия в среда може да се разпространява друг вид електромагнитна вълна - надлъжна електромагнитна вълна, за която посоката на вектора на напрегнатостта на електрическото поле съвпада с посоката на разпространение на вълната.
В началото на двадесети век, за да обясни спектъра на излъчване на черно тяло, Макс Планк предложи електромагнитните вълни да се излъчват от кванти с енергия, пропорционална на честотата. Няколко години по-късно Алберт Айнщайн, обяснявайки феномена на фотоелектричния ефект, разшири тази идея, като предположи, че електромагнитните вълни се абсорбират от същите кванти. Така стана ясно, че електромагнитните вълни се характеризират с някои свойства, които преди това се приписваха на материалните частици, корпускулите.
Тази идея се нарича двойственост вълна-частица.

Технологичният прогрес има и обратна страна. Глобалното използване на различни електрически съоръжения е причинило замърсяване, което се нарича електромагнитен шум. В тази статия ще разгледаме естеството на това явление, степента на неговото въздействие върху човешкото тяло и мерките за защита.

Какво е това и източници на радиация

Електромагнитното излъчване е електромагнитни вълни, които възникват при смущение на магнитно или електрическо поле. Съвременната физика тълкува този процес в рамките на теорията за двойствеността на вълната и частицата. Тоест минималната част от електромагнитното излъчване е квант, но в същото време има честотно-вълнови свойства, които определят основните му характеристики.

Спектърът от честоти на излъчване на електромагнитно поле ни позволява да го класифицираме в следните типове:

  • радиочестота (те включват радиовълни);
  • термична (инфрачервена);
  • оптичен (т.е. видим за око);
  • радиация в ултравиолетовия спектър и твърда (йонизирана).

Подробна илюстрация на спектралния диапазон (скалата на електромагнитното излъчване) може да се види на фигурата по-долу.

Същност на източниците на радиация

В зависимост от произхода си източниците на излъчване на електромагнитни вълни в световната практика обикновено се класифицират на два типа, а именно:

  • смущения на електромагнитното поле от изкуствен произход;
  • радиация, идваща от естествени източници.

Излъчванията, излъчвани от магнитното поле около Земята, електрическите процеси в атмосферата на нашата планета, ядреният синтез в дълбините на слънцето - всички те са с естествен произход.

Що се отнася до изкуствените източници, те са страничен ефект, причинен от работата на различни електрически механизми и устройства.

Излъчваното от тях лъчение може да бъде ниско ниво и високо ниво. Степента на интензивност на излъчването на електромагнитното поле изцяло зависи от нивата на мощност на източниците.

Примери за източници с високи нива на EMR включват:

  • Електропроводите обикновено са с високо напрежение;
  • всички видове електротранспорт, както и съпътстващата го инфраструктура;
  • телевизионни и радио кули, както и мобилни и мобилни комуникационни станции;
  • инсталации за преобразуване на напрежението на електрическата мрежа (по-специално вълни, излъчвани от трансформатор или разпределителна подстанция);
  • асансьори и други видове повдигателни съоръжения, които използват електромеханична електроцентрала.

Типичните източници, излъчващи ниско ниво на радиация, включват следното електрическо оборудване:

  • почти всички устройства с CRT дисплей (например: платежен терминал или компютър);
  • различни видове домакински уреди, от ютии до системи за климатичен контрол;
  • инженерни системи, които осигуряват електроснабдяване на различни обекти (това включва не само захранващи кабели, но и свързано с тях оборудване, като контакти и електромери).

Отделно си струва да се подчертае специалното оборудване, използвано в медицината, което излъчва твърда радиация (рентгенови апарати, ЯМР и др.).

Въздействие върху хората

В хода на многобройни изследвания радиобиолозите стигнаха до разочароващо заключение - продължителното излъчване на електромагнитни вълни може да причини „експлозия“ на заболявания, тоест предизвиква бързо развитие на патологични процеси в човешкото тяло. Освен това много от тях причиняват смущения на генетично ниво.

Видео: Как електромагнитното излъчване влияе на хората.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Това се дължи на факта, че електромагнитното поле има високо ниво на биологична активност, което се отразява негативно на живите организми. Факторът на влияние зависи от следните компоненти:

  • естеството на произведеното лъчение;
  • колко дълго и с какъв интензитет продължава.

Ефектът върху човешкото здраве на радиацията, която е от електромагнитно естество, зависи пряко от местоположението. Тя може да бъде локална или обща. В последния случай възниква широкомащабно облъчване, например радиация, произведена от електропроводи.

Съответно локалното облъчване се отнася до излагане на определени области на тялото. Електромагнитните вълни, излъчвани от електронен часовник или мобилен телефон, са ярък пример за локално влияние.

Отделно е необходимо да се отбележи термичният ефект на високочестотното електромагнитно излъчване върху живата материя. Енергията на полето се преобразува в топлинна енергия (поради вибрациите на молекулите); този ефект е в основата на работата на промишлените микровълнови излъчватели, използвани за нагряване на различни вещества. За разлика от предимствата си в производствените процеси, термичните ефекти върху човешкото тяло могат да бъдат пагубни. От радиобиологична гледна точка не се препоръчва да сте близо до „топло“ електрическо оборудване.

Необходимо е да се има предвид, че в ежедневието ние сме редовно изложени на радиация и това се случва не само на работа, но и у дома или когато се движим из града. С времето биологичният ефект се натрупва и засилва. С увеличаването на електромагнитния шум се увеличава броят на характерните заболявания на мозъка или нервната система. Имайте предвид, че радиобиологията е доста млада наука, така че вредата, причинена на живите организми от електромагнитното излъчване, не е напълно проучена.

Фигурата показва нивото на електромагнитните вълни, произведени от конвенционалните домакински уреди.


Имайте предвид, че нивото на напрегнатост на полето намалява значително с разстоянието. Тоест, за да намалите ефекта му, е достатъчно да се отдалечите от източника на определено разстояние.

Формулата за изчисляване на нормата (стандартизация) на излъчване на електромагнитно поле е посочена в съответните GOSTs и SanPiNs.

Радиационна защита

В производството абсорбиращите (защитни) екрани се използват активно като средство за защита от радиация. За съжаление, не е възможно да се предпазите от излъчване на електромагнитно поле, като използвате такова оборудване у дома, тъй като то не е предназначено за това.

  • за да се намали въздействието на радиацията на електромагнитното поле почти до нула, трябва да се отдалечите от електропроводи, радио и телевизионни кули на разстояние най-малко 25 метра (трябва да се вземе предвид мощността на източника);
  • при CRT монитори и телевизори това разстояние е много по-малко - около 30 см;
  • Електронните часовници не трябва да се поставят близо до възглавницата;
  • Що се отнася до радиостанциите и мобилните телефони, не се препоръчва да ги доближавате на по-малко от 2,5 сантиметра.

Имайте предвид, че много хора знаят колко опасно е да стоите до електропроводи с високо напрежение, но повечето хора не придават значение на обикновените домакински електрически уреди. Въпреки че е достатъчно да поставите системния блок на пода или да го преместите по-далеч и ще защитите себе си и вашите близки. Съветваме ви да направите това и след това да измерите фона от компютъра с помощта на детектор за излъчване на електромагнитно поле, за да проверите ясно намаляването му.

Този съвет важи и за разположението на хладилника, много хора го поставят близо до кухненската маса, което е практично, но опасно.

Никоя таблица не може да посочи точното безопасно разстояние от конкретно електрическо оборудване, тъй като радиацията може да варира както в зависимост от модела на устройството, така и от страната на производство. В момента няма единен международен стандарт, така че стандартите в различните страни може да имат значителни разлики.

Интензитетът на излъчване може да се определи точно с помощта на специално устройство - флуксметър. Според стандартите, приети в Русия, максимално допустимата доза не трябва да надвишава 0,2 µT. Препоръчваме да правите измервания в апартамента с помощта на горепосоченото устройство за измерване на степента на излъчване на електромагнитното поле.

Флуксметър - устройство за измерване на степента на излъчване на електромагнитно поле

Опитайте се да намалите времето, през което сте изложени на радиация, тоест не стойте близо до работещи електрически уреди за дълго време. Например, изобщо не е необходимо да стоите постоянно до електрическата печка или микровълновата фурна, докато готвите. По отношение на електрическото оборудване можете да забележите, че топло не винаги означава безопасно.

Винаги изключвайте електрическите уреди, когато не ги използвате. Хората често оставят различни устройства включени, без да вземат предвид, че по това време електромагнитното излъчване се излъчва от електрическото оборудване. Изключете вашия лаптоп, принтер или друго оборудване; няма нужда да се излагате отново на радиация;

Електромагнитните вълни са резултат от много години дебат и хиляди експерименти. Доказателство за наличието на сили от естествен произход, способни да обърнат съществуващото общество. Това е действителното приемане на една проста истина – знаем твърде малко за света, в който живеем.

Физиката е кралицата сред природните науки, способна да даде отговори на въпросите за произхода не само на живота, но и на самия свят. Той дава възможност на учените да изследват електрическите и магнитните полета, чието взаимодействие генерира ЕМП (електромагнитни вълни).

Какво е електромагнитна вълна

Неотдавна по екраните на нашата страна излезе филмът „Войната на теченията“ (2018), който с нотка фантастика разказва за спора между двама велики учени Едисон и Тесла. Единият се опита да докаже предимствата на постоянния ток, другият - на променливия ток. Тази дълга битка приключи едва през седмата година на двадесет и първи век.

В самото начало на „битката“ друг учен, работещ върху теорията на относителността, описва електричеството и магнетизма като подобни явления.

През тридесетата година на деветнадесети век роденият в Англия физик Фарадей открива явлението електромагнитна индукция и въвежда термина за единството на електрическото и магнитното поле. Той също така твърди, че движението в това поле е ограничено от скоростта на светлината.

Малко по-късно теорията на английския учен Максуел казва, че електричеството предизвиква магнитен ефект, а магнетизмът причинява появата на електрическо поле. Тъй като и двете полета се движат в пространството и времето, те образуват смущения - тоест електромагнитни вълни.

Просто казано, електромагнитната вълна е пространствено смущение на електромагнитното поле.

Съществуването на електромагнитни вълни е експериментално доказано от немския учен Херц.

Електромагнитни вълни, техните свойства и характеристики

Електромагнитните вълни се характеризират със следните фактори:

  • дължина (доста широк диапазон);
  • честота;
  • интензитет (или амплитуда на вибрациите);
  • количество енергия.

Основното свойство на всяко електромагнитно излъчване е неговата дължина на вълната (във вакуум), която обикновено се определя в нанометри за спектъра на видимата светлина.

Всеки нанометър представлява една хилядна от микрометъра и се измерва чрез разстоянието между два последователни пика.

Съответната честота на излъчване на вълна е броят на синусоидалните трептения и е обратно пропорционална на дължината на вълната.

Честотата обикновено се измерва в Hertz. Така по-дългите вълни съответстват на по-нискочестотно излъчване, а по-късите вълни съответстват на високочестотно излъчване.

Основни свойства на вълните:

  • пречупване;
  • отражение;
  • абсорбция;
  • намеса.

Скорост на електромагнитната вълна

Действителната скорост на разпространение на електромагнитната вълна зависи от материала на средата, нейната оптична плътност и наличието на фактори като налягане.

В допълнение, различните материали имат различна плътност на „опаковане“ на атомите; колкото по-близо са разположени, толкова по-късо е разстоянието и по-висока е скоростта. В резултат на това скоростта на електромагнитната вълна зависи от материала, през който преминава.

Подобни експерименти се провеждат в адронния колайдер, където основният инструмент за въздействие е заредена частица. Изследването на електромагнитните явления се случва там на квантово ниво, когато светлината се разлага на малки частици - фотони. Но квантовата физика е отделна тема.

Според теорията на относителността най-високата скорост на разпространение на вълната не може да надвишава скоростта на светлината.Максуел описва крайността на ограничението на скоростта в своите произведения, обяснявайки това с наличието на ново поле - етерът. Съвременната официална наука все още не е изследвала такава връзка.

Електромагнитно излъчване и неговите видове

Електромагнитното излъчване се състои от електромагнитни вълни, които се наблюдават като трептения на електрически и магнитни полета, разпространяващи се със скоростта на светлината (300 км в секунда във вакуум).

Когато ЕМ радиацията взаимодейства с материята, нейното поведение се променя качествено с промяната на честотата. Защо се трансформира в:

  1. Радио излъчвания.При радиочестоти и микровълнови честоти em радиацията взаимодейства с материята основно под формата на общ набор от заряди, които са разпределени в голям брой засегнати атоми.
  2. Инфрачервено лъчение.За разлика от нискочестотното радио и микровълново лъчение, инфрачервеният излъчвател обикновено взаимодейства с диполи, присъстващи в отделни молекули, които се променят в краищата на химическа връзка на атомно ниво, докато вибрират.
  3. Излъчване на видима светлина.Тъй като честотата се увеличава във видимия диапазон, фотоните имат достатъчно енергия, за да променят свързаната структура на някои отделни молекули.
  4. Ултравиолетова радиация.Честотата се увеличава. Ултравиолетовите фотони сега съдържат достатъчно енергия (повече от три волта), за да действат двойно върху връзките на молекулите, като постоянно ги пренареждат химически.
  5. Йонизиращо лъчение.При най-високите честоти и най-късите дължини на вълните. Поглъщането на тези лъчи от материята засяга целия гама спектър. Най-известният ефект е радиацията.

Какъв е източникът на електромагнитни вълни

Светът, според младата теория за произхода на всичко, е възникнал поради импулс. Той освободи колосална енергия, която беше наречена Големият взрив. Така се появява първата ем-вълна в историята на Вселената.

Понастоящем източниците на образуване на смущения включват:

  • EMW се излъчва от изкуствен вибратор;
  • резултат от вибрация на атомни групи или части от молекули;
  • ако има въздействие върху външната обвивка на веществото (на атомно-молекулно ниво);
  • ефект, подобен на светлината;
  • по време на ядрен разпад;
  • следствие от електронно спиране.

Мащаб и приложение на електромагнитното излъчване

Скалата на излъчване се отнася за голям диапазон на честотата на вълната от 3·10 6 ÷10 -2 до 10 -9 ÷ 10 -14.

Всяка част от електромагнитния спектър има широк спектър от приложения в нашето ежедневие:

  1. Къси вълни (микровълни). Тези електрически вълни се използват като сателитен сигнал, защото могат да заобикалят земната атмосфера. Също така, леко подобрена версия се използва за отопление и готвене в кухнята - това е микровълнова фурна. Принципът на готвене е прост - под въздействието на микровълновата радиация водните молекули се абсорбират и ускоряват, което води до загряване на ястието.
  2. Дългите смущения се използват в радиотехниката (радиовълни). Честотата им не позволява преминаването на облаците и атмосферата, благодарение на което FM радиото и телевизията са достъпни за нас.
  3. Инфрачервените смущения са пряко свързани с топлината. Почти невъзможно е да го видите. Опитайте се да забележите, без специално оборудване, лъча от контролния панел на вашия телевизор, стерео уредба или стерео уредба в кола. Устройства, способни да четат такива вълни, се използват в армиите на страните (уреди за нощно виждане). Също така в индуктивните печки в кухните.
  4. Ултравиолетовото също е свързано с топлината. Най-мощният естествен "генератор" на такова лъчение е слънцето. Именно под действието на ултравиолетовото лъчение се образува тен върху човешката кожа. В медицината този тип вълни се използват за дезинфекция на инструменти, убиване на микроби и.
  5. Гама лъчите са най-мощният вид излъчване, в което са концентрирани късовълнови смущения с висока честота. Енергията, съдържаща се в тази част от електромагнитния спектър, придава на лъчите по-голяма проникваща сила. Приложим в ядрената физика - мирно, ядрено оръжие - бойно използване.

Влиянието на електромагнитните вълни върху човешкото здраве

Измерването на въздействието на ЕДС върху хората е отговорност на учените. Но не е необходимо да сте специалист, за да оцените интензивността на йонизиращото лъчение - то провокира промени на нивото на човешката ДНК, което води до такива сериозни заболявания като онкологията.

Не напразно вредните последици от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил се смятат за едни от най-опасните за природата. Няколко квадратни километра от някогашната красива територия се превърнаха в зона на пълно изключване. До края на века експлозията в атомната електроцентрала в Чернобил представлява опасност, докато полуразпадът на радионуклидите приключи.

Някои видове емвълни (радио, инфрачервени, ултравиолетови) не причиняват сериозни увреждания на хората, а само причиняват дискомфорт. В края на краищата ние практически не можем да усетим магнитното поле на Земята, но ЕМП от мобилен телефон може да причини главоболие (въздействие върху нервната система).

За да защитите здравето си от електромагнетизма, трябва просто да използвате разумни предпазни мерки. Вместо да прекарвате стотици часове в компютърна игра, излезте на разходка.