Электромагнитное поле и его источники
Электромагнитное поле — это фундаментальная форма материи, посредством которой происходит взаимодействие между электрически заряженными частицами.
Источники электромагнитных полей делятся на
- Антропогенные
- Природные.
К природным источниками электромагнитных полей относятся электрические и магнитное поле планеты, внеземные источники, атмосферное электричество, а также биологический электромагнитный фон. Величина геомагнитного поля планеты Земля по земной поверхности. Например, на экваторе магнитная индукция составляет 35 тесла, на полюсах уже около 65. Атмосферное электричество представляет собой электрическое явление. В воздухе всегда есть положительные и отрицательные электрические заряды, называемые ионами. Ионы возникают из-за воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивных веществ и космических лучей. Частотный диапазон атмосферных разрядов находится между 100 герцами и 30 мегагерцами. Электрическое поле Земли направлено к земной поверхности нормально. Земная поверхность заряжена отрицательно по отношению к верхним слоям атмосферы. Напряженность электрического поля у Земли составляет примерно 130 В/м и становится меньше с убыванием высоты. Биологические объекты могут излучать электромагнитное поле до 100 гигагерц. Происходит это из-за хаотического движения зарядов ионов. Плотность излучения у человека может составлять 10 мВт/м2, что дает мощность 100 ватт.
Антропогенные источники электромагнитных полей делятся на две подгруппы: источники высокочастотных и низкочастотных излучений. Источники низкочастотных излучений включают в себя системы распределения, производства и передачи электрической энергии, бытовую технику, транспорт на электрической приводе, железнодорожный транспорт, метро и т.п. Электромагнитные волны, которые возникают в результате движения автомобилей, являются причиной радио-, телепомех и оказывают негативное влияние на здоровье человека. К высокочастотным источникам электромагнитных полей относятся функциональные передатчики: радиотелефоны, средства направленной связи, локаторы, а также оборудование и средства визуального отображения информации, которые используют в своей работе сверхвысокочастотные излучения и импульсные поля. В научных целях в медицине применяют токи ультравысокой частоты, но возникающие из-за этого электромагнитные поля оказывают негативное влияние на организм, поэтому при их использовании принимают определенные меры защиты.
Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн
Электромагнитная волна — это электромагнитное поле, которое распространяется в пространстве со скоростью, зависящей от свойств среды.
К основным свойствам электромагнитных волн относятся:
- Способность распространения в вакууме.
- Распространение в вакууме со скоростью света.
- Наличие поперечных волн.
- Способность переносить энергию.
Шкала электромагнитных волн представляет собой непрерывную последовательность частот и длин электромагнитных излучений. Пример шкалы электромагнитных волн изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Шкала электромагнитных волн. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Радиоволны представляют собой электромагнитные волны, используемые для передачи информации на расстояние, без использования проводов. В средствах радиосвязи такие волны создаются высокочастотными токами, которые текут в антеннах. Особенность распространения радиоволны в пространстве зависит от ее длины. Инфракрасное излучение является таким излучением длина волны которого находится в диапазоне от 0,005 метра до 770 нанометров. Источниками инфракрасного излучения являются любые нагретые объекты. При помощи специальных приборов инфракрасное излучение может преобразовываться в видимый свет и использоваться для сушки окрашенных стен, зданий и т.п.
К видимому излучению относится излучение, длина волны которого составляет от 770 до 380 нанометров, то есть от красного до фиолетового. Излучение, у которого длина волны меньше, чем фиолетовое, — ультрафиолетовое. Данный вид излучений способен убивать бактерии, поэтому широко применяется в медицине. Искусственным источником ультрафиолетового излучения являются кварцевые лампы. Такое название обусловлено тем, что их трубки делаются из кварца, который прозрачен для ультрафиолета.
Рентгеновское излучение проходит практически без поглощения, через значительные слои вещества, которое непрозрачно для видимого света. Способность данного вида волн проникать через толстые слои применяется в медицине для диагностики заболеваний внутренних органов. В промышленность рентгеновское излучение используется для диагностики качества сварных швов и готовых изделий. Гамма-излучение - это такое электромагнитное излучение, которое возникает в результате возбуждения атомных ядер или взаимодействия элементарных частиц.
