Электромагнитные волны

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.

Elektromagnitnoe izluchenie tablitsa

Устройство
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.

Повышенное воздействие определенных видов электромагнитных волн способно привести к повреждениям органов, расположенных внутри, и мозговой центральной нервной системы, что впоследствии чревато психическими расстройствами.

Во избежание столь отрицательных влияний существуют определенные стандарты, которые регулируют безопасность электромагнитного воздействия. Так, для каждого из видов электромагнитного излучения разработаны конкретные документы регулирующего характера в виде гигиенических норм и радиационных стандартов.

Электромагнитное излучение влияет на человеческий организм и остается до конца неизученным, по причине чего рекомендуется свести к минимуму его воздействие.

Достоинства и недостатки

Главным преимуществом ЭМИ является его активное применение в медицинской сфере. Посредством рентгеновского и инфракрасного излучений становится возможным обследование внутренних органов с последующим выявлением возможных заболеваний.

Elektromagnitnoe izluchenie vozdeistvie na organizm cheloveka

К недостатку же электромагнитного излучения следует отнести негативное воздействие на организм человека в случаях, когда это влияние превышает нормы. По возможности его необходимо избегать. Более того, известен накопительный эффект биологического влияния излучения: чем он длительней, тем более негативнее последствия.

Многолетнее воздействие способно привести к:
  • Серьезным сбоям в гормональной системе.
  • Злокачественным заболеваниям.
  • Болезням крови и т.п.
Особенности
Простым обывателям может быть непонятна схожесть между разными, на первый взгляд, объектами электромагнитного излучения, к примеру:
  • Трубка рентгена.
  • Печка, от которой исходит тепло.
  • Фотопленка.
  • Радиоприемник.
  • Антенна телевизора.
Первые объекты — электромагнитные источники, вторые — представлены приемниками. Также отличается и влияние определенных видов излучения на живой организм, к примеру:

Elektromagnitnoe izluchenie snimok rentgena

  • Рентген и излучение гамма-частицами провоцируют повреждение тканевых структур и внутренних органов.
  • Видимый свет при определенных условиях может негативно повлиять на зрение.
  • Инфракрасные лучи могут оказывать чрезмерный нагрев на организм.
  • При этом радиоволны практически никак не ощущаются.

Однако перечисленные выше отличия выступают различными аспектами одного явления. Электромагнитное излучение обладает волнами, которые имеют схожую распространительную скорость в пространстве. При этом количество колебаний в течение временной единицы может измеряться в широких диапазонных значениях. Окружающее нас пространство насыщено электромагнитным излучением, которое связано не только с радиоволнами, но и с окружающими телами.

Похожие темы:

РубрикаЭЛЕКТРОТЕХНИКАМатериал из Циклопедии Перейти к: навигация, поискMagnify-clip.png Урок 383. Излучение электромагнитных волн // Павел ВИКТОР (Урок физики в Ришельевском лицее) [42:13]

Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — колебание электромагнитного поля, которое распространяется в пространстве. Оно состоит из электрического и магнитного поля, которые колеблются перпендикулярно относительно друг друга и относительно вектора распространения электромагнитной волны. В электромагнитных волнах существует четкая зависимость частоты от длины волны и наоборот. Отсюда существует дифференциация электромагнитных волн по этим двум параметрам (в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волны): радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовый спектр, рентгеновские и гамма-лучи.

Скорость электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света: [math]c = 299,792,458 ,[/math] м/с. Из-за того, что состоит из фотонов, электромагнитное излучение несет в себе энергию и импульс, которые, взаимодействует с материей, могут передаваться ней.

[править]Электромагнитный спектр

Одним из общих разделов электромагнитного спектра является разделение его по длине волны на радио- и микроволны, инфракрасное излучение, видимый и ультрафиолетовый спектр, рентгеновские и гамма-лучи.

Поведение ЭМ-волн зависит от длины волны: чем больше частоты, тем меньше длины волны, и наоборот, чем меньше частоты, тем больше длины волны. Если излучение взаимодействует с отдельными атомами и молекулами, то взаимодействие зависит от энергии, которую несет в себе фотон. Спектроскапия позволяет наблюдать спектр гораздо больший чем видимый: обычный лабораторный спектрограф регистрирует длины волны от 2 до 2500 нм. Через спектографы можно получить подробную информацию о физических свойствах объектов, газов, или даже звезд. Из-за этого спектрографы используются в астрофизике для получения информации о химическом составе астрономических объектов. Например, атом водорода придает радиоизлучение с длиной волны, равной 21,12 см.

[править]Свет

Часть спектра ЭМ излучения с длиной волны между приблизительно 400 и 700 нм, это принимаемый человеческим глазом спектр, воспринимаемый как видимый блеск. Волны, близкие к видимому спектру (чуть более 700 нм и менее 400 нм), также иногда относят к видимому свету, тем более что волны подобной длины могут восприниматься некоторыми людьми.

Если излучение, из частот в видимом спектре, отбивается от объекта, оно попадает в человеческий глаз — так создается картина, воспринимаемая человеком. Не вся информация, которая передается через электромагнитные волны, может восприниматься человеком буквально. Например, через оптоволокно передаются электромагнитные сигналы видимого спектра, но при помощи различных устройств эти сигналы конвертируются в другие формы информации.

[править]Радиоволны

Радиоволны могут проносить в себе информацию через изменение амплитуды, частоты и фазы волны в пределах определенного частотного диапазона. Если ЭМ-излучение начинает взаимодействие с проводником, оно вынуждает электроны двигаться, таким образом индуцируется электрический ток. Этот эффект (скин-эффект) используется в антеннах. Кроме того, электромагнитные волны могут вызывать поглощение молекулами вещества энергии, из-за чего выделяется тепло — это явление используется в микроволновых печах.

Категория: Используемые источники:

  • https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/elektromagnitnoe-izluchenie/
  • http://cyclowiki.org/wiki/электромагнитные_волны