Випромінювання електромагнітних хвиль

Випромінювання електромагнітних хвиль

Випромінювання електромагнітних хвиль, піддаючись зміні частоти коливання зарядів, змінює довжину хвилі і набуває різні властивості. Людина буквально оточений пристроями, яким притаманне випромінювання і прийом електромагнітних хвиль. Це стільникові телефони, радіо, телебачення, рентген-апарати в медустановах і т.д. Навіть тіло людини має електромагнітним полем і, що дуже цікаво, кожен орган має свою частоту випромінювання. Поширюються випромінюються заряджені частинки впливають один на одного, провокуючи зміну частоти коливання і вироблення енергії, що може бути використано як в творчих, так і в руйнівних цілях.

Електромагнітне випромінювання. Загальна інформація

Електромагнітне випромінювання являє собою зміну стану та інтенсивності поширення електромагнітних коливань, викликаних взаємодією електричного і магнітного полів.

Глибоким вивченням властивостей характерних для електромагнітних випромінювань займаються:

• електродинаміка;
• оптика;
• радіофізика.

Інфрачервоне і ультрафіолетове випромінювання

Випромінювання електромагнітних хвиль створюється і поширюється завдяки коливанню зарядів, в процесі чого виділяється енергія. Вони володіють характером поширення, подібним механічним хвилях. Руху зарядів притаманне прискорення - з плином часу їх швидкість змінюється, що є основоположним умовою для випромінювання електромагнітних хвиль. Потужність хвилі безпосередньо пов'язана з силою прискорення і прямо пропорційна їй.

Показники, що визначають характерні особливості електромагнітного випромінювання:

• частота коливання заряджених частинок;
• довжина хвилі випромінюваного потоку;
• поляризація.

Електричне поле, яке знаходиться найближче до заряду, схильній до коливань, зазнає змін. Проміжок часу, витрачений на ці зміни, буде дорівнює проміжку часу коливань заряду. Рух заряду можна порівняти з коливаннями тіла, підвішеного на пружині, різниця лише в частоті переміщення.

До поняття «випромінювання» відносяться електромагнітні поля, які спрямовуються як можна далі від джерела виникнення і втрачають свою інтенсивність зі збільшенням відстані, утворюючи хвилю.

Поширення електромагнітних хвиль

Праці Максвелла і відкриті їм закони електромагнетизму дозволяють витягти значно більше інформації, ніж можуть уявити факти, на основі яких проводиться дослідження. Наприклад, одним з висновків на основі законів електромагнетизму виступає висновок, що електромагнітне взаємодія має кінцеву швидкість поширення.

Якщо слідувати теорії дальнодействия, то отримуємо, що сила, яка впливає на електричний заряд, що знаходиться в нерухомому стані, змінює свої показники при зміні місця розташування сусіднього заряду. Відповідно до цієї теорії заряд буквально «відчуває» крізь вакуум присутність собі подібного і миттєво переймає дію.

Сформовані поняття про близкодействии мають зовсім інший погляд на те, що відбувається. Заряд, переміщаючись, володіє змінним електричним полем, яке, в свою чергу, сприяє виникненню змінного магнітного поля в прилеглому просторі. Після чого змінне магнітне поле провокує виникнення електричного і так ланцюжком далі.

Таким чином відбувається «обурення» електромагнітного поля, викликане зміною місця заряду в просторі. Воно поширюється і, як результат, впливає на існуюче поле, змінюючи його. Добравшись до сусіднього заряду, «обурення» вносить зміни до показників сили, що діє на нього. Відбувається це через деякий час після зсуву першого заряду.

Питанням принципу поширення електромагнітних хвиль захоплено займався Максвелл. Витрачений час і сили в результаті увінчалися успіхом. Він довів наявність кінцевої швидкості цього процесу і привів того математичне обґрунтування.

Електромагнітне поле

Реальність існування електромагнітного поля підтверджується наявністю кінцевої швидкості «обурення» і відповідає показникам швидкості світла в просторі, позбавленому атомів (вакуумі).

Шкала електромагнітних випромінювань

Всесвіт наповнений електромагнітними полями з різними діапазоном випромінювання і кардинально розрізняється довжиною хвилі, яка може варіюватися від декількох десятків кілометрів до незначної частки сантиметра. Вони дозволяють отримувати інформацію про об'єкти, що знаходяться на величезних відстанях від Землі.

На основі твердження Джеймса Максвелла про різниці довжини електромагнітних хвиль була розроблена спеціальна шкала, яка містить класифікацію діапазонів існуючих частот і довжин випромінювань, що утворюють змінне магнітне поле в просторі.

У своєму доробку Г. Герц і П. Н. Лебедєв експериментально довели вірність тверджень Максвелла і обгрунтували той факт, що випромінювання світла - це хвилі електромагнітного поля, що характеризуються невеликою довжиною, які утворюються шляхом природної вібрації атомів і молекул.

Діапазонів не спостерігається різких переходів, але вони також не мають чітких меж. Якою б не була частота випромінювання, всі пункти шкали описують електромагнітні хвилі, які з'являються завдяки зміні положення заряджених частинок. На властивості зарядів впливає довжина хвилі. При зміні її показників змінюється відображає, яка проникає здатність, рівень видимості і т.д.

Характерні особливості електромагнітних хвиль дають їм можливість вільно поширюватися як у вакуумі, так і в просторі, заповненому речовиною. Потрібно відзначити, що, переміщаючись в просторі, випромінювання змінює свою поведінку. У порожнечі швидкість поширення випромінювання не змінюється, тому частота коливань жорстко взаємопов'язана з довжиною хвилі.

Електромагнітні хвилі різних діапазонів і їх властивості

Електромагнітні хвилі

До електромагнітних хвиль відносяться:

• Низькочастотні хвилі. Характеризуються частотою коливань не більше 100 КГц. Даний діапазон застосовується для роботи електричних пристроїв і двигунів, наприклад, мікрофона або гучномовця, телефонних мереж, а також в області радіомовлення, кіноіндустрії та ін. Хвилі низькочастотного діапазону відрізняються від тих, що мають більш високою частотою коливань, фактичним падінням швидкості поширення пропорційно квадратному кореню їх частоти. Вагомий внесок у відкриття та вивчення низькочастотних хвиль зробили Лодж і Тесла.
• Радіохвилі. Відкриття Герцем радіохвиль в 1886 р подарувало світу можливість передавати інформацію, не використовуючи дроти. Довжина радіохвилі впливає на характер її поширення. Вони, подібно частотам звукових хвиль, виникають завдяки змінним струмом (в процесі здійснення радіозв'язку змінний струм протікає в приймач - антену). Високочастотна радіохвиля сприяє значному випускання радіохвиль в навколишній простір, що дає унікальну можливість передавати інформацію на великі відстані (радіо, телебачення). Подібного роду надвисокочастотні випромінювання використовуються для здійснення зв'язку в умовах космосу, а також в побуті. Наприклад, мікрохвильова СВЧ-піч, яка випромінює радіохвилі, стала хорошою помічницею для господинь.
• 

  Інфрачервоне випромінювання

  Інфрачервоне випромінювання (ще називають «теплове»). Відповідно до класифікації шкали електромагнітних випромінювань, область поширення інфрачервоних випромінювань знаходиться після радіохвиль і перед видимим світлом. Інфрачервоні хвилі випромінюють всі тіла, що випускають тепло. Прикладами джерел таких випромінювань виступають печі, батареї, які використовуються для опалення, засновані на тепловіддачі води, лампи розжарювання. На сьогоднішній день розроблені спеціальні пристрої, які дозволяють побачити в повній темряві предмети, від яких виходить тепло. Такими природними датчиками розпізнавання тепла в області очей мають змії. Це дозволяє їм відслідковувати видобуток і полювати вночі. Людина застосовує інфрачервоні випромінювання, наприклад, для обігріву будівель, для сушки овочів, а також деревини, в галузі військової справи (наприклад, прилади нічного бачення або ж тепловізори), для бездротового управління аудіоцентром або телевізором та іншими пристроями за допомогою пульта.

• Видиме світло. Володіє світловим спектром від червоного до фіолетового і сприймається оком людини, що є головною відмінною рисою. Колір, що випромінюється різною довжиною хвилі, надає електрохімічне вплив на систему візуального сприйняття людини, але не входить в розділ властивостей електромагнітних хвиль даного діапазону.
• 

  Ультрафіолетове випромінювання

  Ультрафіолетове випромінювання. Чи не фіксується оком людини і володіє довжиною хвилі за значенням менше, ніж у фіолетового світла. У невеликих дозах промені ультрафіолету викликають лікувальний ефект, сприяють виробленню вітаміну Д, здійснюють бактерицидну дію і позитивно впливають на центральну нервову систему. Велич насиченість навколишнього середовища ультрафіолетовими променями призводить до пошкодження шкірних покривів і руйнування сітківки ока, тому офтальмологи рекомендують використання сонячних окулярів в літні місяці. Ультрафіолетове випромінювання застосовують в медицині (промені ультрафіолету використовуються для кварцових ламп), для перевірки дійсності грошових купюр, в розважальних цілях на дискотеках (подібне освітлення змушує світитися світлі матеріали), а також для визначення придатності продуктів харчування.

• Рентгенівське випромінювання. Такі хвилі не помітні для людського ока. Вони мають дивовижну властивість проникати крізь шари речовини, уникаючи сильного поглинання, що недоступно променям видимого світла. Випромінювання сприяє виникненню світіння деяких різновидів кристалів і впливає на фотографічну плівку. Використовується в області медицини для діагностування захворювань внутрішніх органів і для лікування певного списку хвороб, для перевірки внутрішнього устрою виробів для виявлення несправностей, а також зварних швів в техніці.
• 

  Гамма-випромінювання

  Гамма-випромінювання. Найбільш короткохвильове електромагнітне випромінювання, що випускає ядра атома. Зменшення довжини хвилі призводить до змін якісних показників. Гамма-випромінювання має проникаючу здатність, у багато разів перевищує рентгенівські промені. Може проходити крізь бетонну стіну товщиною один метр і навіть крізь свинцеві перепони товщиною в кілька сантиметрів. В ході розпаду речовин або єднання відбувається викид складових елементів атома, що отримало назву радіація. Такі хвилі відносять до списку радіоактивних випромінювань. Під час вибуху ядерної боєголовки на короткий час утворюється електромагнітне поле, яке є продуктом реакції між променями гамма-спектра і нейтронами. Воно ж виступає основним елементом ядерної зброї, що робить вражаючу дію, повністю блокує або порушує роботу радіоелектроніки, дротового зв'язку і систем, що забезпечують електропостачання. Також під час вибуху ядерної зброї вивільняється багато енергії.

висновки

Хвилі електромагнітного поля, володіючи певною довжиною і перебуваючи в певному діапазоні коливання, можуть надавати як позитивні вплив на організм людини і його рівень адаптації до навколишнього середовища, завдяки розробці допоміжних електричних приладів, так і негативне, і навіть руйнівний вплив на здоров'я і середовище проживання людини .

Автор статті: Беспалова Ірина Леонідівна

Лікар-пульмонолог, Терапевт, Кардіолог, лікар функціональної діагностики. Лікар вищої категорії. Досвід роботи: 9 років. Закінчила Хабаровський державний медінститут, клінічна ординатура за спеціальністю «терапія». Займаюся діагностикою, лікуванням і профілактикою захворювань внутрішніх органів, також проводжу профогляди. Лечу захворювання органів дихання, шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної системи.

Беспалова Ірина Леонідівна опублікувала статей: 296