Elektromágneses hullámok, elektromágneses sugárzás, elektromágneses hullámok terjedése. Elektromágneses hullámok - tulajdonságai és jellemzői

Kevesen tudják, hogy az elektromágneses természetű sugárzás az egész Univerzumot áthatja. Az elektromágneses hullámok akkor keletkeznek, amikor az űrben terjednek. A hullámok rezgési frekvenciájától függően feltételesen felosztják látható fényre, rádiófrekvenciás spektrumra, infravörös tartományokra stb. Az elektromágneses hullámok gyakorlati létezését 1880-ban kísérletileg bizonyította G. Hertz német tudós (egyébként a a gyakoriság mértékegysége róla nevezték el).

Egy fizika tantárgyból tudjuk, hogy mi az anyag különleges fajtája. Annak ellenére, hogy látással csak egy kis része látható, óriási hatása van az anyagi világra. Az elektromágneses hullámok a mágneses és elektromos térerősség kölcsönható vektorainak egymás utáni terjedése a térben. A „terjedés” szó azonban ebben az esetben nem teljesen helytálló: sokkal inkább a tér hullámszerű zavaráról beszélünk. Az elektromágneses hullámok generálásának oka egy elektromos mező megjelenése a térben, amely idővel változik. És, mint tudod, közvetlen kapcsolat van az elektromos és a mágneses mezők között. Elég emlékezni arra a szabályra, amely szerint bármely áramvezető vezeték körül mágneses tér van. Az elektromágneses hullámok által érintett részecske oszcillálni kezd, és mivel mozgás van, ez azt jelenti, hogy van energiasugárzás. Az elektromos tér átkerül egy szomszédos, nyugalmi állapotban lévő részecskére, aminek eredményeként ismét elektromos jellegű mező keletkezik. És mivel a mezők összekapcsolódnak, a mágneses mező jelenik meg ezután. A folyamat lavinaként terjed. Ebben az esetben nincs valódi mozgás, csak a részecskék rezgései.

A fizikusok régóta gondolkodnak ennek gyakorlati felhasználásának lehetőségén. A modern világban az elektromágneses hullámok energiáját olyan széles körben használják, hogy sokan észre sem veszik, természetesnek veszik. Kirívó példa erre a rádióhullámok, amelyek nélkül a televíziók és a mobiltelefonok működése lehetetlen lenne.

A folyamat a következőképpen megy végbe: egy speciális alakú modulált fémvezetőt (antennát) folyamatosan továbbítanak Az elektromos áram tulajdonságai miatt a vezető körül elektromos, majd mágneses tér keletkezik, ami elektromágneses hullámok kibocsátását eredményezi. Mivel moduláltak, egy bizonyos sorrendű, kódolt információt hordoznak. A szükséges frekvenciák fogásához speciális kialakítású vevőantennát szerelnek fel a vevőre. Lehetővé teszi a szükséges frekvenciák kiválasztását az általános elektromágneses háttérből. A fém vevőre kerülve a hullámok részben az eredeti moduláció elektromos áramává alakulnak. Ezután az erősítő egységhez mennek, és irányítják az eszköz működését (mozgatják a hangszóró diffúzort, forgatják az elektródákat a TV képernyőjén).

Az elektromágneses hullámokból keletkező áram jól látható. Ehhez elég, ha az antennától a vevőig futó kábel csupasz magja hozzáér a közös tömeghez (fűtőradiátor. Ebben a pillanatban egy szikra ugrik a talaj és a mag között - ez a megnyilvánulása a Az antenna által generált áram annál nagyobb, minél közelebb és erősebb az antenna konfigurációja.

Az elektromágneses hullámok másik megnyilvánulása, amellyel sokan találkoznak a mindennapi életben, a mikrohullámú sütő használata. A forgó térerősség vonalak keresztezik a tárgyat, és energiájuk egy részét átadják, felmelegítve azt.

Az elektromágneses hullám az elektromágneses tér zavarása, amely a térben terjed. Sebessége megegyezik a fény sebességével

2. Ismertesse Hertz kísérletét az elektromágneses hullámok detektálására!

Hertz kísérletében az elektromágneses zavar forrása a vibrátorban (középen légréssel rendelkező vezető) keletkezett elektromágneses rezgések voltak. Erre a résre nagy feszültséget kapcsoltak, ami szikrakisülést okozott. Egy pillanat múlva szikrakisülés jelent meg a rezonátorban (hasonló vibrátor). A legintenzívebb szikra a vibrátorral párhuzamosan elhelyezkedő rezonátorban keletkezett.

3. Magyarázza meg Hertz kísérletének eredményeit Maxwell elméletével! Miért keresztirányú az elektromágneses hullám?

A kisülési résen áthaladó áram indukciót hoz létre maga körül, a mágneses fluxus megnő, és indukált elmozduló áram jelenik meg. A feszültség az 1. pontban (tankönyv 155. ábra, b) a rajz síkjában az óramutató járásával ellentétes irányban, a 2. pontban az áram felfelé irányul és a 3. pontban indukciót okoz, a feszültség felfelé irányul. Ha a feszültség elegendő a résben lévő levegő elektromos letöréséhez, akkor szikra keletkezik, és áram folyik a rezonátorban.

Mivel a mágneses tér indukciós vektorainak irányai és az elektromos térerősség merőlegesek egymásra és a hullám irányára.

4. Miért következik be az elektromágneses hullámok kisugárzása az elektromos töltések felgyorsult mozgásával? Hogyan függ az elektromos térerősség egy kibocsátott elektromágneses hullámban a kibocsátó töltött részecske gyorsulásától?

Az áram erőssége arányos a töltött részecskék mozgási sebességével, ezért elektromágneses hullám csak akkor lép fel, ha ezeknek a részecskéknek a mozgási sebessége az időtől függ. A kibocsátott elektromágneses hullám intenzitása egyenesen arányos a sugárzó töltött részecske gyorsulásával.

5. Hogyan függ az elektromágneses tér energiasűrűsége az elektromos térerősségtől?

Az elektromágneses tér energiasűrűsége egyenesen arányos az elektromos térerősség négyzetével. Ez az elektromágneses kölcsönhatás terjedésének folyamata a térben.
Az elektromágneses hullámokat Maxwell-egyenletek írják le, amelyek általánosak az elektromágneses jelenségeknél. A Maxwell-egyenleteknek a térben elektromos töltések és áramok hiányában is vannak nullától eltérő megoldásai. Ezek a megoldások elektromágneses hullámokat írnak le.
Töltések és áramok hiányában a Maxwell-egyenletek a következő alakot öltik:

,

A rothadás műveletet az első két egyenletre alkalmazva külön egyenleteket kaphat az elektromos és a mágneses mező erősségének meghatározására

Ezek az egyenletek a hullámegyenletek tipikus formájával rendelkeznek. Megoldásaik a következő típusú kifejezések szuperpozíciói

Hol – Egy bizonyos vektor, amelyet hullámvektornak nevezünk? – ciklikus frekvenciának nevezett szám, ? – fázis. A mennyiségek az elektromágneses hullám elektromos és mágneses összetevőinek amplitúdói. Ezek egymásra merőlegesek és abszolút értékűek. Az egyes bevezetett mennyiségek fizikai értelmezését az alábbiakban adjuk meg.
Vákuumban egy elektromágneses hullám sebességgel halad, amelyet fénysebességnek neveznek. A fénysebesség alapvető fizikai állandó, amelyet a latin c betűvel jelölünk. A relativitáselmélet alapvető posztulátumai szerint a fénysebesség az információátvitel vagy a testmozgás lehetséges legnagyobb sebessége. Ez a sebesség 299 792 458 m/s.
Az elektromágneses hullámot a frekvencia jellemzi. Megkülönböztetni a vonalfrekvenciát? és ciklikus frekvencia? = 2??. A frekvenciától függően az elektromágneses hullámok valamelyik spektrális tartományba tartoznak.
Az elektromágneses hullám másik jellemzője a hullámvektor. A hullámvektor határozza meg az elektromágneses hullám terjedésének irányát és hosszát. A hullámvektor abszolút értékét hullámszámnak nevezzük.
Elektromágneses hullámhossz? = 2? / k, ahol k a hullámszám.
Az elektromágneses hullám hossza a diszperziós törvényen keresztül összefügg a frekvenciával. Az ürességben ez a kapcsolat egyszerű:

?? = c.

Ezt a kapcsolatot gyakran a formába írják

? = c k.

Az azonos frekvenciájú és hullámvektorú elektromágneses hullámok fázisban különbözhetnek.
Vákuumban az elektromágneses hullám elektromos és mágneses terének erősségvektorai szükségszerűen merőlegesek a hullám terjedési irányára. Az ilyen hullámokat keresztirányú hullámoknak nevezzük. Matematikailag ezt az és egyenletek írják le. Ráadásul az elektromos és a mágneses térerősség egymásra merőleges, és abszolút értékben mindig egyenlő a tér bármely pontjában: E = H. Ha olyan koordinátarendszert választunk, hogy a z tengely egybeessen a térbeli terjedési irányával. elektromágneses hullám, két különböző lehetőség van az elektromos térerősség vektorok irányára. Ha az eklektikus mező az x tengely mentén irányul, akkor a mágneses mező az y tengely mentén irányul, és fordítva. Ez a két különböző lehetőség nem zárja ki egymást, és két különböző polarizációnak felel meg. Ezt a kérdést részletesebben a Hullámpolarizáció című cikk tárgyalja.
Spektrális tartományok kiemelt látható fénnyel A frekvenciától vagy hullámhossztól függően (ezek a mennyiségek egymáshoz kapcsolódnak) az elektromágneses hullámokat különböző tartományokba sorolják. A különböző tartományokban lévő hullámok különböző módon lépnek kölcsönhatásba a fizikai testekkel.
A legalacsonyabb frekvenciájú (vagy leghosszabb hullámhosszúságú) elektromágneses hullámok osztályozása a rádió hatótávolsága. A rádió hatótávolsága jelek továbbítására szolgál rádión, televízión és mobiltelefonon keresztül. A radar a rádió hatótávolságában működik. A rádió hatótávolsága az elektromágneses hullám hosszától függően méterre, kockaméterre, centiméterre, milliméterre van felosztva.
Az elektromágneses hullámok valószínűleg az infravörös tartományba tartoznak. A test hősugárzása az infravörös tartományba esik. Ennek a rezgésnek a regisztrálása az éjjellátó készülékek működésének alapja. Az infravörös hullámokat a testek hőrezgésének tanulmányozására használják, és segítenek meghatározni a szilárd anyagok, gázok és folyadékok atomi szerkezetét.
A 400 és 800 nm közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás a látható fény tartományába tartozik. A frekvenciától és a hullámhossztól függően a látható fény színe változó.
A 400 nm-nél kisebb hullámhosszakat nevezzük ultraibolya. Az emberi szem nem tudja megkülönböztetni őket, bár tulajdonságaik nem különböznek a látható hullámok tulajdonságaitól. Az ilyen fény magasabb frekvenciája, és ennek következtében a kvantum energiája az ultraibolya hullámok pusztítóbb hatásához vezet a biológiai objektumokra. A földfelszínt az ózonréteg védi az ultraibolya hullámok káros hatásaitól. További védelem érdekében a természet sötét bőrrel ruházta fel az embereket. Az embereknek azonban ultraibolya sugárzásra van szükségük a D-vitamin előállításához. Ez az oka annak, hogy az északi szélességi körökben élők, ahol az ultraibolya hullámok intenzitása kisebb, elvesztették sötét bőrszínüket.
A magasabb frekvenciájú elektromágneses hullámok tartoznak röntgen hatótávolság. Azért hívják őket így, mert Röntgen fedezte fel őket az elektronok lassulása során keletkező sugárzás tanulmányozása során. A külföldi irodalomban az ilyen hullámokat általában ún röntgensugarak tiszteletben tartva Röntgen kívánságát, hogy a sugarakat ne róla nevezzék el. A röntgenhullámok gyengén kölcsönhatásba lépnek az anyaggal, és ott erősebben nyelődnek el, ahol nagyobb a sűrűség. Ezt a tényt az orvostudományban röntgen-fluorográfiára használják. A röntgenhullámokat elemanalízisre és a kristálytestek szerkezetének tanulmányozására is használják.
A legmagasabb frekvencia és a legrövidebb hosszúság ?-sugarak. Az ilyen sugarak magreakciók és elemi részecskék közötti reakciók eredményeként jönnek létre. A ?-sugarak nagy pusztító hatással vannak a biológiai objektumokra. A fizikában azonban az atommag különféle jellemzőinek tanulmányozására használják őket.
Az elektromágneses hullám energiáját az elektromos és a mágneses mező energiáinak összege határozza meg. Az energiasűrűséget a tér egy bizonyos pontjában a következő kifejezés adja meg:

.

Az idő szerinti átlagos energiasűrűség egyenlő.

,

Ahol E 0 = H 0 a hullám amplitúdója.
Az elektromágneses hullám energiaáram-sűrűsége fontos. Különösen az optikában a fényáramot határozza meg. Az elektromágneses hullám energiaáram-sűrűségét az Umov-Poynting vektor határozza meg.

Az elektromágneses hullámok közegben való terjedésének számos jellemzője van az ürességben való terjedéshez képest. Ezek a tulajdonságok a közeg tulajdonságaihoz kapcsolódnak, és általában az elektromágneses hullám frekvenciájától függenek. A hullám elektromos és mágneses komponensei a közeg polarizációját és mágnesezettségét okozzák. A közegnek ez a reakciója eltérő az alacsony és magas frekvenciák esetében. Az elektromágneses hullám alacsony frekvenciájánál az anyag elektronjainak és ionjainak van idejük reagálni az elektromos és mágneses mezők intenzitásának változásaira. A közeg válasza az időbeli ingadozásokat hullámokká követi. Nagy frekvencián az anyag elektronjainak és ionjainak nincs idejük mozogni a hullámterek rezgésének időszakában, ezért a közeg polarizációja és mágnesezettsége sokkal kisebb.
Az alacsony frekvenciájú elektromágneses tér nem hatol át a fémeken, ahol sok szabad elektron van, amelyek így elmozdulnak, és teljesen tompítják az elektromágneses hullámot. Egy elektromágneses hullám kezd behatolni a fémbe egy bizonyos frekvenciát meghaladó frekvenciával, amelyet plazmafrekvenciának nevezünk. A plazmafrekvenciánál alacsonyabb frekvenciákon az elektromágneses hullám áthatolhat a fém felületi rétegén. Ezt a jelenséget bőrhatásnak nevezik.
A dielektrikumban az elektromágneses hullám diszperziós törvénye megváltozik. Ha az elektromágneses hullámok vákuumban állandó amplitúdóval terjednek, akkor a közegben az abszorpció miatt csillapodik. Ebben az esetben a hullám energiája a közeg elektronjaira vagy ionjaira kerül át. Összességében a diszperziós törvény mágneses hatások hiányában a formát ölti

Ahol a k hullámszám egy komplex mennyiség, amelynek képzeletbeli része az elektromágneses hullám amplitúdójának csökkenését írja le, ott a közeg frekvenciafüggő komplex dielektromos állandója.
Anizotróp közegben az elektromos és mágneses térerősség vektorok iránya nem feltétlenül merőleges a hullámterjedés irányára. Az elektromos és mágneses indukciós vektorok iránya azonban megőrzi ezt a tulajdonságát.
Bizonyos körülmények között egy másik típusú elektromágneses hullám is terjedhet egy közegben - hosszanti elektromágneses hullám, amelynél az elektromos térerősség vektorának iránya egybeesik a hullám terjedési irányával.
A huszadik század elején a fekete test sugárzásának spektrumának magyarázata érdekében Max Planck azt javasolta, hogy az elektromágneses hullámokat a frekvenciával arányos energiájú kvantumok bocsátják ki. Néhány évvel később Albert Einstein a fotoelektromos hatás jelenségét magyarázva kibővítette ezt az elképzelést, és arra utalt, hogy az elektromágneses hullámokat ugyanazok a kvantumok nyelték el. Így világossá vált, hogy az elektromágneses hullámokat olyan tulajdonságok jellemzik, amelyeket korábban az anyagi részecskéknek, testtesteknek tulajdonítottak.
Ezt az elképzelést hullám-részecske kettősségnek nevezik.

A technológiai fejlődésnek árnyoldala is van. A különféle elektromos meghajtású berendezések globális használata szennyezést okozott, ami az elektromágneses zaj elnevezést kapta. Ebben a cikkben megvizsgáljuk ennek a jelenségnek a természetét, az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának mértékét és a védelmi intézkedéseket.

Mi ez és a sugárzás forrásai

Az elektromágneses sugárzás olyan elektromágneses hullám, amely mágneses vagy elektromos mező megzavarásakor keletkezik. A modern fizika ezt a folyamatot a hullám-részecske kettősség elméletének keretein belül értelmezi. Vagyis az elektromágneses sugárzás minimális része kvantum, de ugyanakkor vannak olyan frekvencia-hullám tulajdonságai, amelyek meghatározzák fő jellemzőit.

Az elektromágneses térsugárzás frekvenciájának spektruma lehetővé teszi, hogy a következő típusokba soroljuk:

• rádiófrekvencia (ide tartoznak a rádióhullámok);
• termikus (infravörös);
• optikai (azaz szemmel látható);
• sugárzás az ultraibolya spektrumban és kemény (ionizált).

A spektrális tartomány (elektromágneses sugárzás skála) részletes illusztrációja az alábbi ábrán látható.

A sugárforrások jellege

Eredetüktől függően az elektromágneses hullámok sugárzási forrásait a világgyakorlatban általában két típusba sorolják, nevezetesen:

• az elektromágneses tér mesterséges eredetű zavarai;
• természetes forrásból származó sugárzás.

A Föld körüli mágneses térből kiinduló sugárzások, bolygónk légkörében zajló elektromos folyamatok, a nap mélyén zajló magfúzió – ezek mind természetes eredetűek.

Ami a mesterséges forrásokat illeti, ezek a különféle elektromos mechanizmusok és eszközök működése által okozott mellékhatások.

A belőlük kiáramló sugárzás lehet alacsony és magas szintű. Az elektromágneses térsugárzás intenzitásának mértéke teljes mértékben függ a források teljesítményszintjétől.

Példák a magas szintű EMR-forrásokra:

• Az elektromos vezetékek általában nagyfeszültségűek;
• az elektromos közlekedés minden fajtája, valamint az azt kísérő infrastruktúra;
• televízió- és rádiótornyok, valamint mobil és mobil kommunikációs állomások;
• az elektromos hálózat feszültségének átalakítására szolgáló berendezések (különösen a transzformátorból vagy elosztó alállomásból származó hullámok);
• felvonók és más típusú emelőberendezések, amelyek elektromechanikus erőművet használnak.

Az alacsony szintű sugárzást kibocsátó tipikus források a következő elektromos berendezések:

• szinte minden CRT-kijelzővel rendelkező eszköz (például: fizetési terminál vagy számítógép);
• különféle típusú háztartási készülékek, a vasalóktól a klímaberendezésekig;
• mérnöki rendszerek, amelyek különféle objektumok áramellátását biztosítják (ez nem csak a tápkábeleket, hanem a kapcsolódó berendezéseket is magában foglalja, például aljzatokat és árammérőket).

Külön érdemes kiemelni az orvostudományban használatos speciális, kemény sugárzást kibocsátó berendezéseket (röntgen, MRI stb.).

Hatás az emberekre

Számos tanulmány során a sugárbiológusok kiábrándító következtetésre jutottak - az elektromágneses hullámok hosszú távú sugárzása betegségek „robbanását” okozhatja, vagyis az emberi szervezetben a kóros folyamatok gyors fejlődését idézi elő. Sőt, sokuk genetikai szintű zavarokat okoz.

Videó: Hogyan hat az elektromágneses sugárzás az emberekre.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az elektromágneses mező magas szintű biológiai aktivitással rendelkezik, ami negatívan befolyásolja az élő szervezeteket. A befolyásoló tényező a következő összetevőktől függ:

• a kibocsátott sugárzás jellege;
• meddig és milyen intenzitással folytatódik.

Az elektromágneses természetű sugárzás emberi egészségre gyakorolt ​​hatása közvetlenül a helytől függ. Lehet helyi vagy általános. Ez utóbbi esetben nagy léptékű expozíció lép fel, például a villamos vezetékek által keltett sugárzás.

Ennek megfelelően a helyi besugárzás a test bizonyos területeinek expozícióját jelenti. Az elektronikus karórákból vagy mobiltelefonokból kiinduló elektromágneses hullámok ékes példái a helyi hatásoknak.

Külön meg kell jegyezni a nagyfrekvenciás elektromágneses sugárzás élőanyagra gyakorolt ​​hőhatását. A térenergia hőenergiává alakul (a molekulák rezgése miatt ez a hatás a különféle anyagok melegítésére használt ipari mikrohullámú sugárzók működésének alapja). A termelési folyamatokban nyújtott előnyeivel ellentétben az emberi szervezetre gyakorolt ​​hőhatások károsak lehetnek. Radiobiológiai szempontból nem ajánlott „meleg” elektromos berendezések közelében tartózkodni.

Figyelembe kell venni, hogy a mindennapi életben rendszeresen ki vagyunk téve sugárzásnak, és ez nem csak a munkahelyen történik, hanem otthon vagy a városban való mozgás során is. Idővel a biológiai hatás felhalmozódik és erősödik. Az elektromágneses zaj növekedésével az agy vagy az idegrendszer jellegzetes betegségeinek száma nő. Megjegyzendő, hogy a sugárbiológia meglehetősen fiatal tudomány, ezért az elektromágneses sugárzás élő szervezetekre gyakorolt ​​káros hatásait nem vizsgálták alaposan.

Az ábra a hagyományos háztartási készülékek által keltett elektromágneses hullámok szintjét mutatja.

Vegye figyelembe, hogy a térerő szintje jelentősen csökken a távolsággal. Vagyis hatásának csökkentéséhez elegendő egy bizonyos távolságra eltávolodni a forrástól.

Az elektromágneses térsugárzás normájának (szabványosításának) kiszámításának képletét a vonatkozó GOST-ok és SanPiN-ek határozzák meg.

Sugárvédelem

A gyártás során az elnyelő (védő) képernyőket aktívan használják a sugárzás elleni védelemre. Sajnos ilyen berendezéssel otthon nem lehet megvédeni magát az elektromágneses térsugárzástól, mivel nem erre tervezték.

• az elektromágneses térsugárzás hatásának közel nullára csökkentése érdekében legalább 25 méter távolságra távolodjon el az elektromos vezetékektől, rádió- és televíziótornyoktól (a forrás teljesítményét figyelembe kell venni);
• CRT-monitorok és TV-k esetében ez a távolság sokkal kisebb - körülbelül 30 cm;
• Az elektronikus órákat nem szabad a párnához közel helyezni, az optimális távolság 5 cm-nél nagyobb;
• Ami a rádiókat és a mobiltelefonokat illeti, nem ajánlott 2,5 centiméternél közelebb vinni őket.

Vegye figyelembe, hogy sokan tudják, milyen veszélyes a nagyfeszültségű vezetékek mellett állni, de a legtöbben nem tulajdonítanak jelentőséget a hagyományos háztartási elektromos készülékeknek. Bár elég, ha a rendszeregységet a padlóra helyezi, vagy távolabb helyezi, és megvédi magát és szeretteit. Azt tanácsoljuk, hogy ezt tegye meg, majd mérje meg a hátteret a számítógépről egy elektromágneses térsugárzás érzékelővel, hogy egyértelműen ellenőrizze annak csökkenését.

Ez a tanács a hűtőszekrény elhelyezésére is vonatkozik, sokan a konyhaasztal közelében helyezik el, ami praktikus, de nem biztonságos.

Egyetlen táblázat sem tudja megadni az adott elektromos berendezéstől való pontos biztonságos távolságot, mivel a sugárzás a készülék típusától és a gyártás országától függően változhat. Jelenleg nincs egységes nemzetközi szabvány, így a különböző országok szabványai jelentős eltéréseket mutathatnak.

A sugárzás intenzitása egy speciális eszközzel - fluxusmérővel - pontosan meghatározható. Az Oroszországban elfogadott szabványok szerint a megengedett maximális dózis nem haladhatja meg a 0,2 µT-t. Javasoljuk, hogy a lakásban végezzen méréseket a fent említett elektromágneses térsugárzás mértékét mérő készülékkel.

Fluxusmérő - az elektromágneses mező sugárzási fokának mérésére szolgáló eszköz

Próbálja csökkenteni a sugárzásnak kitett időt, azaz ne tartózkodjon sokáig működő elektromos készülékek közelében. Például egyáltalán nem szükséges állandóan az elektromos tűzhely vagy a mikrohullámú sütő mellett állni főzés közben. Ami az elektromos berendezéseket illeti, észreveheti, hogy a meleg nem mindig jelent biztonságot.

Mindig kapcsolja ki az elektromos készülékeket, ha nem használja. Az emberek gyakran bekapcsolva hagynak különféle eszközöket, nem veszik figyelembe, hogy ilyenkor elektromágneses sugárzás árad az elektromos berendezésekből. Kapcsolja ki laptopját, nyomtatóját vagy egyéb berendezéseit, ne feledje a biztonságát.

Az elektromágneses hullámok sok éves vita és több ezer kísérlet eredménye. A létező társadalmat felforgatni képes természeti eredetű erők jelenlétének bizonyítéka. Ez egy egyszerű igazság tényleges elfogadása – túl keveset tudunk arról a világról, amelyben élünk.

A fizika a természettudományok királynője, amely nemcsak az élet, hanem a világ eredetére vonatkozó kérdésekre is képes választ adni. Lehetővé teszi a tudósok számára az elektromos és mágneses mezők tanulmányozását, amelyek kölcsönhatása EMF-et (elektromágneses hullámokat) generál.

Mi az elektromágneses hullám

Nem sokkal ezelőtt került hazánk képernyőjére az „Áramok háborúja” (2018) című film, amely egy kis fikcióval mesél a két nagy tudós, Edison és Tesla vitájáról. Az egyik megpróbálta bizonyítani az egyenáram, a másik a váltakozó áram előnyeit. Ez a hosszú csata csak a huszonegyedik század hetedik évében ért véget.

A „csata” legelején egy másik, a relativitáselméleten dolgozó tudós hasonló jelenségként írta le az elektromosságot és a mágnesességet.

A tizenkilencedik század harmincadik évében az angol származású fizikus, Faraday felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét, és bevezette az elektromos és a mágneses mező egységének kifejezését. Azt is állította, hogy ezen a területen a mozgást a fénysebesség korlátozza.

Kicsit később Maxwell angol tudós elmélete azt mondta, hogy az elektromosság mágneses hatást vált ki, a mágnesesség pedig elektromos mező megjelenését. Mivel mindkét tér térben és időben mozog, zavarokat, azaz elektromágneses hullámokat képeznek.

Egyszerűen fogalmazva, az elektromágneses hullám az elektromágneses mező térbeli zavarása.

Az elektromágneses hullámok létezését Hertz német tudós kísérletileg bizonyította.

Elektromágneses hullámok, tulajdonságaik és jellemzőik

Az elektromágneses hullámokat a következő tényezők jellemzik:

• hossz (elég széles tartomány);
• frekvencia;
• a rezgés intenzitása (vagy amplitúdója);
• energia mennyisége.

Minden elektromágneses sugárzás alapvető tulajdonsága a hullámhossz (vákuumban), amelyet általában nanométerben adnak meg a látható fény spektrumához.

Minden nanométer a mikrométer ezredrészét képviseli, és két egymást követő csúcs (csúcs) közötti távolság méri.

Egy hullám megfelelő emissziós frekvenciája a szinuszos rezgések száma, és fordítottan arányos a hullámhosszal.

A frekvenciát általában Hertzben mérik. Így a hosszabb hullámok alacsonyabb frekvenciájú sugárzásnak, a rövidebbek pedig a magas frekvenciájú sugárzásnak felelnek meg.

A hullámok alapvető tulajdonságai:

• fénytörés;
• visszaverődés;
• abszorpció;
• interferencia.

Elektromágneses hullám sebessége

Az elektromágneses hullám tényleges terjedési sebessége függ a közeg anyagától, optikai sűrűségétől és olyan tényezőktől, mint a nyomás.

Ezen túlmenően, a különböző anyagok különböző sűrűségűek az atomok „csomagolására”, minél közelebb helyezkednek el, annál rövidebb a távolság és nagyobb a sebesség. Ennek eredményeként az elektromágneses hullám sebessége attól az anyagtól függ, amelyen keresztül halad.

Hasonló kísérleteket végeznek a hadronütköztetőben is, ahol a fő befolyásoló eszköz egy töltött részecske. Az elektromágneses jelenségek tanulmányozása ott kvantum szinten történik, amikor a fény apró részecskékre - fotonokra - bomlik. De a kvantumfizika egy külön téma.

A relativitáselmélet szerint a hullám terjedésének legnagyobb sebessége nem haladhatja meg a fénysebességet. Maxwell munkáiban leírta a sebességkorlátozás végességét, ezt egy új mező - az éter - jelenlétével magyarázva. A modern hivatalos tudomány még nem vizsgált ilyen összefüggést.

Az elektromágneses sugárzás és fajtái

Az elektromágneses sugárzás elektromágneses hullámokból áll, amelyeket az elektromos és mágneses mezők rezgéseiként észlelnek, és fénysebességgel terjednek (300 km/s vákuumban).

Amikor az EM sugárzás kölcsönhatásba lép az anyaggal, viselkedése minőségileg megváltozik a frekvencia változásával. Miért alakul át:

1. Rádiósugárzás. Rádiófrekvenciákon és mikrohullámú frekvenciákon az em-sugárzás elsősorban egy közös töltéskészlet formájában lép kölcsönhatásba az anyaggal, amelyek nagyszámú érintett atomon oszlanak el.
2. Infravörös sugárzás. Az alacsony frekvenciájú rádió- és mikrohullámú sugárzástól eltérően az infravörös sugárzó jellemzően kölcsönhatásba lép az egyes molekulákban lévő dipólusokkal, amelyek rezgésük során atomi szinten megváltoznak a kémiai kötés végein.
3. Látható fénykibocsátás. A látható tartományban a frekvencia növekedésével a fotonok elegendő energiával rendelkeznek ahhoz, hogy megváltoztassák egyes molekulák kötött szerkezetét.
4. Ultraibolya sugárzás. A frekvencia nő. Az ultraibolya fotonok ma már elegendő energiát (több mint három voltot) tartalmaznak ahhoz, hogy kétszeresen hatnak a molekulák kötéseire, folyamatosan kémiailag átrendezve azokat.
5. Ionizáló sugárzás. A legmagasabb frekvenciákon és a legrövidebb hullámhosszokon. Ezeknek a sugaraknak az anyag általi elnyelése a teljes gamma-spektrumot érinti. A leghíresebb hatás a sugárzás.

Mi az elektromágneses hullámok forrása

A világ, a mindennek eredetének fiatal elmélete szerint, impulzus hatására keletkezett. Kolosszális energiát szabadított fel, amit ősrobbanásnak neveztek. Így jelent meg az első em-hullám a világegyetem történetében.

Jelenleg a zavarok kialakulásának forrásai a következők:

• Az EMW-t mesterséges vibrátor bocsátja ki;
• atomcsoportok vagy molekularészek rezgésének eredménye;
• ha hatás van az anyag külső héjára (atomi-molekuláris szinten);
• a fényhez hasonló hatás;
• a nukleáris bomlás során;
• elektronfékezés következménye.

Az elektromágneses sugárzás mértéke és alkalmazása

A sugárzási skála egy nagy hullámfrekvencia tartományra vonatkozik, 3·10 6 ÷10 -2 és 10 -9 ÷ 10 -14 között.

Az elektromágneses spektrum minden részének széles skálája van mindennapi életünkben:

1. Rövid hullámok (mikrohullámok). Ezeket az elektromos hullámokat műholdjelként használják, mert képesek megkerülni a föld légkörét. Ezenkívül egy kissé továbbfejlesztett változatot használnak a konyhában történő fűtéshez és főzéshez - ez egy mikrohullámú sütő. A főzési elv egyszerű - a mikrohullámú sugárzás hatására a vízmolekulák felszívódnak és felgyorsulnak, amitől az edény felmelegszik.
2. A rádiótechnikában hosszú zavarokat alkalmaznak (rádióhullámok). Frekvenciájuk nem teszi lehetővé a felhők áthaladását és a légkört, aminek köszönhetően az FM rádió és a televízió elérhető számunkra.
3. Az infravörös zavar közvetlenül összefügg a hővel. Szinte lehetetlen látni őt. Speciális felszerelés nélkül próbálja meg észrevenni a tv-készülék, sztereó vagy autóhifi vezérlőpultjának sugarát. Az ilyen hullámok leolvasására alkalmas eszközöket országok hadseregében használják (éjjellátó készülékek). Konyhák induktív tűzhelyein is.
4. Az ultraibolya a hővel is összefügg. Az ilyen sugárzás legerősebb természetes „generátora” a nap. Az ultraibolya sugárzás hatására barnulás képződik az emberi bőrön. Az orvostudományban az ilyen típusú hullámokat műszerek fertőtlenítésére, baktériumok elpusztítására és.
5. A gamma-sugárzás a sugárzás legerősebb fajtája, amelyben a nagyfrekvenciás rövidhullámú zavarok koncentrálódnak. Az elektromágneses spektrum ezen részében található energia nagyobb áthatolóerőt ad a sugaraknak. Alkalmazható a magfizika - békés, nukleáris fegyverek - harci felhasználásra.

Az elektromágneses hullámok hatása az emberi egészségre

Az emf emberre gyakorolt ​​hatásának mérése a tudósok feladata. De nem kell szakembernek lennie az ionizáló sugárzás intenzitásának felméréséhez - változásokat vált ki az emberi DNS szintjén, ami olyan súlyos betegségeket von maga után, mint az onkológia.

Nem hiába tartják a természetre nézve az egyik legveszélyesebbnek a csernobili atomerőmű-katasztrófa káros hatásait. Az egykor gyönyörű terület több négyzetkilométere a teljes kizárás övezetévé vált. A század végéig a csernobili atomerőműben bekövetkezett robbanás veszélyt jelent a radionuklidok felezési idejének lejártáig.

Az emwave-ok bizonyos típusai (rádió, infravörös, ultraibolya) nem okoznak súlyos károkat az emberben, és csak kényelmetlenséget okoznak. Hiszen gyakorlatilag nem érezzük a Föld mágneses terét, de a mobiltelefonról érkező emf fejfájást (idegrendszeri hatást) okozhat.

Annak érdekében, hogy megóvja egészségét az elektromágnesességtől, egyszerűen csak ésszerű óvintézkedéseket kell tennie. Ahelyett, hogy több száz órát töltene számítógépes játékkal, menjen sétálni.