Elektromagnetinės bangos, anot fizikos, yra vienos paslaptingiausių. Juose energija iš tikrųjų dingsta į niekur, atsiranda iš niekur. Visame moksle nėra kito panašaus objekto. Kaip vyksta visos šios stebuklingos transformacijos?

Maksvelo elektrodinamika

Viskas prasidėjo nuo to, kad mokslininkas Maxwellas dar 1865 metais, remdamasis Faradėjaus darbais, išvedė elektromagnetinio lauko lygtį. Pats Maxwellas tikėjo, kad jo lygtys apibūdina bangų sukimąsi ir įtampą eteryje. Po dvidešimt trejų metų Hertzas eksperimentiniu būdu sukūrė tokius trikdžius terpėje ir jam pavyko ne tik suderinti jas su elektrodinamikos lygtimis, bet ir gauti dėsnius, reguliuojančius šių trikdžių sklidimą. Atsirado keista tendencija bet kokius elektromagnetinio pobūdžio sutrikimus paskelbti Herco bangomis. Tačiau ši spinduliuotė nėra vienintelis energijos perdavimo būdas.

Belaidis ryšys

Iki šiol, iki galimybės tokio belaidžio ryšio įgyvendinimas apima:

Elektrostatinė jungtis, dar vadinama talpine;

indukcija;

srovė;

Tesla jungtis, tai yra elektronų tankio bangų sujungimas išilgai laidžių paviršių;

Plačiausias spektras dažniausiai pasitaikančių nešėjų, kurie vadinami elektromagnetinėmis bangomis – nuo ​​itin žemų dažnių iki gama spinduliuotės.

Verta išsamiau apsvarstyti šių tipų ryšius.

Elektrostatinis ryšys

Du dipoliai yra sujungtos elektrinės jėgos erdvėje, o tai yra Kulono dėsnio pasekmė. Šio tipo jungtis nuo elektromagnetinių bangų skiriasi tuo, kad gali sujungti dipolius, kai jie yra toje pačioje linijoje. Didėjant atstumams, ryšio stiprumas silpnėja, taip pat pastebima stipri įvairių trukdžių įtaka.

indukcinė jungtis

Remiantis magnetiniais klaidžiojančiais induktyvumo laukais. Stebimas tarp objektų, turinčių induktyvumą. Jo taikymas yra gana ribotas dėl trumpo veikimo nuotolio.

Dabartinis ryšys

Dėl plintančių srovių laidžioje terpėje gali atsirasti tam tikra sąveika. Jei srovės praeina per gnybtus (kontaktų porą), tada tos pačios srovės gali būti aptiktos dideliu atstumu nuo kontaktų. Tai vadinama srovės plitimo efektu.

Tesla jungtis

Garsus fizikas Nikola Tesla išrado ryšį naudodamas bangas laidžiame paviršiuje. Jei kurioje nors plokštumos vietoje sutrinka krūvininkų tankis, tai šie nešikliai pradės judėti, o tai linkę atkurti pusiausvyrą. Kadangi nešikliai yra inercinio pobūdžio, atsigavimas turi banginį pobūdį.

Elektromagnetinė jungtis

Elektromagnetinių bangų spinduliavimas išsiskiria didžiuliu tolimojo veikimo poveikiu, nes jų amplitudė yra atvirkščiai proporcinga atstumui iki šaltinio. Būtent šis belaidžio ryšio būdas yra naudojamas plačiausiai. Bet kas yra elektromagnetinės bangos? Pirmiausia reikia trumpai nukrypti į jų atradimo istoriją.

Kaip „atsirado“ elektromagnetinės bangos?

Viskas prasidėjo 1829 m., kai amerikiečių fizikas Henris, eksperimentuodamas su Leyden stiklainiais, atrado elektros iškrovų trikdžius. 1832 m. fizikas Faradėjus pasiūlė egzistuoti tokį procesą kaip elektromagnetinės bangos. Maxwellas sukūrė savo garsiąsias elektromagnetizmo lygtis 1865 m. Devynioliktojo amžiaus pabaigoje buvo daug sėkmingų bandymų sukurti belaidį ryšį naudojant elektrostatinę ir elektromagnetinę indukciją. Garsusis išradėjas Edisonas sugalvojo sistemą, leidžiančią keleiviams geležinkelis siųsti ir gauti telegramas traukiniui judant. 1888 metais G. Hertzas vienareikšmiškai įrodė, kad elektromagnetinės bangos atsiranda naudojant prietaisą, vadinamą vibratoriumi. Hertz atliko elektromagnetinio signalo perdavimo per atstumą eksperimentą. 1890 m. prancūzų inžinierius ir fizikas Branly išrado prietaisą elektromagnetinei spinduliuotei registruoti. Vėliau šis prietaisas buvo vadinamas „radijo laidininku“ (kohereriu). 1891-1893 metais Nikola Tesla aprašė pagrindinius signalo perdavimo dideliais atstumais principus ir užpatentavo stiebo anteną, kuri buvo elektromagnetinių bangų šaltinis. Kiti nuopelnai tiriant bangas ir techninį jų gamybos bei taikymo įgyvendinimą priklauso tokiems garsiems fizikai ir išradėjai kaip Popovas, Marconi, de Moras, Lodge, Mirhead ir daugelis kitų.

„Elektromagnetinės bangos“ sąvoka

Elektromagnetinė banga yra reiškinys, sklindantis erdvėje tam tikru baigtiniu greičiu ir yra kintamasis elektrinis ir magnetinis laukas. Kadangi magnetiniai ir elektriniai laukai yra neatsiejamai susiję vienas su kitu, jie sudaro elektromagnetinį lauką. Taip pat galima sakyti elektromagnetinė banga- tai yra lauko trikdymas, o jo sklidimo metu pagal Maksvelo elektrodinamiką magnetinio lauko turima energija paverčiama elektrinio lauko energija ir atvirkščiai. Išoriškai tai panašu į bet kurios kitos bangos sklidimą bet kurioje kitoje terpėje, tačiau yra ir didelių skirtumų.

Kuo skiriasi elektromagnetinės bangos nuo kitų?

Elektromagnetinių bangų energija sklinda gana nesuprantamoje terpėje. Norint palyginti šias bangas ir bet kurias kitas, būtina suprasti, apie kokią sklidimo terpę kalbame. Daroma prielaida, kad vidinė atominė erdvė užpildyta elektriniu eteriu – specifine terpe, kuri yra absoliutus dielektrikas. Visos bangos sklidimo metu rodo kinetinės energijos perėjimą į potencialią energiją ir atvirkščiai. Tuo pačiu metu šių energijų maksimumas laike ir erdvėje pasislenka viena kitos atžvilgiu ketvirtadaliu viso bangos periodo. Šiuo atveju vidutinė bangos energija, kuri yra potencialios ir kinetinės energijos suma pastovią vertę. Tačiau su elektromagnetinėmis bangomis situacija yra kitokia. energijos ir magnetinio ir elektrinis laukas pasiekti maksimalias vertes tuo pačiu metu.

Kaip generuojama elektromagnetinė banga?

Elektromagnetinės bangos medžiaga yra elektrinis laukas (eteris). Judantis laukas yra struktūrizuotas ir susideda iš jo judėjimo energijos ir paties lauko elektros energijos. Todėl potenciali bangos energija yra susijusi su kinetine energija ir yra fazėje. Elektromagnetinės bangos prigimtis yra periodinis elektrinis laukas, kuris yra transliacinio judėjimo erdvėje būsenoje ir juda šviesos greičiu.

Poslinkio srovės

Yra dar vienas būdas paaiškinti, kas yra elektromagnetinės bangos. Daroma prielaida, kad poslinkio srovės atsiranda eteryje judant nevienalyčiams elektriniams laukams. Jie, žinoma, atsiranda tik nejudančiam išoriniam stebėtojui. Tuo momentu, kai toks parametras kaip elektrinio lauko stipris pasieks maksimalų, poslinkio srovė tam tikrame erdvės taške sustos. Atitinkamai, esant minimaliai įtampai, gaunamas atvirkštinis vaizdas. Šis metodas paaiškina elektromagnetinės spinduliuotės banginį pobūdį, nes elektrinio lauko energija poslinkio srovių atžvilgiu pasislenka ketvirtadaliu periodo. Tada galime teigti, kad elektrinis trikdis, tiksliau – trikdymo energija, virsta poslinkio srovės energija ir atvirkščiai bei sklinda banginiu būdu dielektrinėje terpėje.

Technologinė pažanga turi ir neigiamą pusę. Pasaulinis įvairios elektra varomos įrangos naudojimas sukėlė taršą, kuriai suteiktas pavadinimas – elektromagnetinis triukšmas. Šiame straipsnyje mes apsvarstysime šio reiškinio pobūdį, jo poveikio žmogaus organizmui laipsnį ir apsaugos priemones.

Kas tai yra ir radiacijos šaltiniai

Elektromagnetinė spinduliuotė – tai elektromagnetinės bangos, atsirandančios sutrikus magnetiniam ar elektriniam laukui. Šiuolaikinė fizika šį procesą interpretuoja korpuskulinės bangos dualizmo teorijos rėmuose. Tai yra, mažiausia elektromagnetinės spinduliuotės dalis yra kvantinė, tačiau tuo pat metu ji turi dažnių bangų savybes, kurios lemia pagrindines jo charakteristikas.

Elektromagnetinio lauko spinduliuotės dažnių spektras leidžia suskirstyti jį į šiuos tipus:

• radijo dažnis (įskaitant radijo bangas);
• terminis (infraraudonųjų spindulių);
• optinis (tai yra, matomas akiai);
• spinduliuotė ultravioletiniame spektre ir kieta (jonizuota).

Išsamią spektro diapazono (elektromagnetinės emisijos skalės) iliustraciją galima pamatyti toliau pateiktame paveikslėlyje.

Radiacijos šaltinių pobūdis

Priklausomai nuo kilmės, pasaulinėje praktikoje elektromagnetinių bangų spinduliavimo šaltiniai paprastai skirstomi į du tipus:

• dirbtinės kilmės elektromagnetinio lauko perturbacijos;
• spinduliuotė iš natūralių šaltinių.

Spinduliuotė, sklindanti iš magnetinio lauko aplink Žemę, elektriniai procesai mūsų planetos atmosferoje, branduolių sintezė saulės gelmėse – visa tai yra natūralios kilmės.

Kalbant apie dirbtinius šaltinius, tai yra šalutinis poveikis, kurį sukelia įvairių elektros mechanizmų ir prietaisų veikimas.

Iš jų sklindanti spinduliuotė gali būti žemo lygio ir aukšto lygio. Elektromagnetinio lauko spinduliavimo intensyvumo laipsnis visiškai priklauso nuo šaltinių galios lygių.

Didelio EMP šaltinių pavyzdžiai:

• Elektros linijos dažniausiai yra aukštos įtampos;
• visų rūšių elektrinis transportas, taip pat jį lydinti infrastruktūra;
• televizijos ir radijo bokštai, taip pat mobiliojo ir mobiliojo ryšio stotys;
• įrenginiai, skirti elektros tinklo įtampai konvertuoti (ypač bangoms, sklindančioms iš transformatoriaus ar paskirstymo pastotės);
• liftai ir kitos rūšies kėlimo įranga, kur naudojama elektromechaninė jėgainė.

Tipiški šaltiniai, skleidžiantys žemo lygio spinduliuotę, yra ši elektros įranga:

• beveik visi įrenginiai su CRT ekranu (pavyzdžiui: mokėjimo terminalas ar kompiuteris);
• įvairių tipų buitinė technika, nuo lygintuvų iki klimato sistemų;
• inžinerinės sistemos, tiekiančios elektros energiją įvairiems objektams (turima omenyje ne tik maitinimo kabelis, bet ir su juo susijusi įranga, pvz., rozetės, elektros skaitikliai).

Atskirai verta išskirti medicinoje naudojamą specialią įrangą, kuri skleidžia kietąją spinduliuotę (rentgeno aparatai, MRT ir kt.).

Poveikis žmogui

Daugybės tyrimų metu radiobiologai priėjo apgailėtinos išvados – užsitęsęs elektromagnetinių bangų spinduliavimas gali sukelti ligų „sprogimą“, tai yra, sukelia greitą patologinių procesų vystymąsi žmogaus organizme. Be to, daugelis jų sukelia genetinio lygio pažeidimus.

Vaizdo įrašas: kaip elektromagnetinė spinduliuotė veikia žmones.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Taip yra dėl to, kad elektromagnetinis laukas aukštas lygis biologinis aktyvumas, kuris neigiamai veikia gyvus organizmus. Įtakos faktorius priklauso nuo šių komponentų:

• pagamintos spinduliuotės pobūdis;
• kiek ilgai ir kokiu intensyvumu jis tęsiasi.

Elektromagnetinio pobūdžio spinduliuotės poveikis žmonių sveikatai tiesiogiai priklauso nuo lokalizacijos. Jis gali būti vietinis arba bendras. Pastaruoju atveju įvyksta didelio masto apšvitinimas, pavyzdžiui, elektros linijų skleidžiama spinduliuotė.

Atitinkamai, vietinis švitinimas reiškia poveikį tam tikroms kūno dalims. Iš elektroninio laikrodžio ar mobiliojo telefono sklindančios elektromagnetinės bangos yra ryškus vietinio poveikio pavyzdys.

Atskirai reikia atkreipti dėmesį į aukšto dažnio elektromagnetinės spinduliuotės šiluminį poveikį gyvoms medžiagoms. Lauko energija paverčiama šiluminė energija(dėl molekulių vibracijos), šis efektas pagrįstas pramoninių mikrobangų spindulių, naudojamų šildymui, darbu įvairių medžiagų. Skirtingai nuo naudos pramoniniuose procesuose, šiluminis poveikis žmogaus organizmui gali būti žalingas. Radiobiologijos požiūriu nerekomenduojama būti šalia „šiltų“ elektros įrenginių.

Reikia atsižvelgti į tai, kad kasdieniame gyvenime mes nuolat susiduriame su radiacija, ir tai atsitinka ne tik darbe, bet ir namuose ar judant mieste. Laikui bėgant biologinis poveikis kaupiasi ir stiprėja. Didėjant elektromagnetiniam triukšmui, daugėja būdingų smegenų ligų ar nervų sistema. Atkreipkite dėmesį, kad radiobiologija yra gana jaunas mokslas, todėl elektromagnetinės spinduliuotės žala gyviems organizmams nėra išsamiai ištirta.

Paveikslėlyje parodytas įprastų buitinių prietaisų generuojamų elektromagnetinių bangų lygis.

Atkreipkite dėmesį, kad didėjant atstumui lauko stiprumo lygis labai mažėja. Tai yra, norint sumažinti jo poveikį, pakanka nutolti nuo šaltinio tam tikru atstumu.

Elektromagnetinio lauko spinduliuotės normos (normavimo) apskaičiavimo formulė nurodyta atitinkamuose GOST ir SanPiN.

Radiacinė apsauga

Gamyboje sugeriantys (apsauginiai) ekranai aktyviai naudojami kaip apsaugos nuo radiacijos priemonė. Deja, naudojant tokią įrangą namuose apsisaugoti nuo elektromagnetinio lauko spinduliuotės neįmanoma, nes ji tam nėra skirta.

• norint sumažinti elektromagnetinio lauko spinduliuotės poveikį beveik iki nulio, reikėtų pasitraukti nuo elektros linijų, radijo ir televizijos bokštų ne mažesniu kaip 25 metrų atstumu (reikia atsižvelgti į šaltinio galią);
• CRT monitoriui ir televizoriui šis atstumas yra daug mažesnis - apie 30 cm;
• elektroninių laikrodžių negalima dėti arti pagalvės, optimalus atstumas iki jų yra didesnis nei 5 cm;
• Radijas ir mobiliuosius telefonus nerekomenduojama priartinti arčiau nei 2,5 centimetro.

Atkreipkite dėmesį, kad daugelis žmonių žino, kaip pavojinga stovėti šalia aukštos įtampos elektros linijų, tačiau tuo pat metu dauguma nesureikšmina įprastų buitinių elektros prietaisų. Nors užtenka sisteminį bloką pastatyti ant grindų arba nunešti, ir jūs apsaugosite save bei savo artimuosius. Patariame tai padaryti, o tada išmatuoti foną iš kompiuterio naudojant elektromagnetinio lauko spinduliuotės detektorių, kad būtų galima vizualiai patikrinti jo sumažėjimą.

Šis patarimas tinka ir šaldytuvo išdėstymui, daugelis jį deda prie virtuvės stalo, praktiška, bet nesaugu.

Jokia lentelė negalės nurodyti tikslaus saugaus atstumo iki tam tikros elektros įrangos, nes emisijos gali skirtis, priklausomai nuo įrenginio modelio ir gamintojo šalies. Šiuo metu nėra vieno tarptautinio standarto, todėl in skirtingos salys standartai gali labai skirtis.

Tiksliai nustatyti spinduliuotės intensyvumą galite naudodami specialų prietaisą - fluxmeter. Pagal Rusijoje priimtus standartus didžiausia leistina dozė neturi viršyti 0,2 μT. Matuoti bute rekomenduojame naudojant minėtą elektromagnetinio lauko spinduliavimo laipsnio matavimo prietaisą.

Fluxmeter – prietaisas elektromagnetinio lauko spinduliavimo laipsniui matuoti

Stenkitės sutrumpinti laiką, kai esate veikiami spinduliuotės, tai yra ilgai nesilikite šalia veikiančių elektros prietaisų. Pavyzdžiui, gaminant maistą visai nebūtina nuolat stovėti prie elektrinės viryklės ar mikrobangų krosnelės. Kalbant apie elektros įrangą, matote, kad šilta ne visada reiškia saugu.

Visada išjunkite elektros prietaisus, kai nenaudojate. Žmonės dažnai palieka įjungtus įvairius prietaisus, neatsižvelgdami į tai, kad šiuo metu iš elektros įrenginių skleidžiama elektromagnetinė spinduliuotė. Išjunkite nešiojamąjį kompiuterį, spausdintuvą ar kitą įrangą, nebūtina dar kartą būti veikiami radiacijos, nepamirškite apie savo saugumą.

1860-1865 metais. vienas didžiausių XIX amžiaus fizikų Jamesas Clerkas Maxwellas sukūrė teoriją elektromagnetinis laukas. Maksvelo teigimu, elektromagnetinės indukcijos reiškinys paaiškinamas taip. Jei tam tikru erdvės tašku magnetinis laukas keičiasi laikui bėgant, tai ten taip pat susidaro elektrinis laukas. Jei lauke yra uždaras laidininkas, tai elektrinis laukas sukelia jame indukcinę srovę. Iš Maksvelo teorijos išplaukia, kad galimas ir atvirkštinis procesas. Jei kurioje nors erdvės srityje elektrinis laukas keičiasi laikui bėgant, tai čia taip pat susidaro magnetinis laukas.

Taigi bet koks magnetinio lauko pokytis laikui bėgant sukelia kintantį elektrinį lauką, o bet koks elektrinio lauko pasikeitimas laikui bėgant sukelia kintantį magnetinį lauką. Šie vienas kitą generuojantys kintamieji yra elektriniai ir magnetiniai laukai sudaro vieną elektromagnetinį lauką.

Elektromagnetinių bangų savybės

Svarbiausias rezultatas, išplaukiantis iš Maksvelo suformuluotos elektromagnetinio lauko teorijos, buvo elektromagnetinių bangų egzistavimo galimybės numatymas. elektromagnetinė banga- elektromagnetinių laukų sklidimas erdvėje ir laike.

Elektromagnetinės bangos, skirtingai nei elastinės (garso) bangos, gali sklisti vakuume ar bet kurioje kitoje medžiagoje.

Elektromagnetinės bangos vakuume sklinda dideliu greičiu c=299 792 km/s, tai yra šviesos greičiu.

Medžiagoje elektromagnetinės bangos greitis yra mažesnis nei vakuume. Ryšys tarp bangos ilgio, jo greičio, periodo ir virpesių dažnio, gauto mechaninėms bangoms, galioja ir elektromagnetinėms bangoms:

Įtempimo vektoriaus svyravimai E ir magnetinės indukcijos vektorius B vyks abipusiai statmenos plokštumos ir statmenai bangos sklidimo krypčiai (greičio vektoriui).

Elektromagnetinė banga neša energiją.

Elektromagnetinių bangų diapazonas

Aplink mus sudėtingas pasaulisįvairaus dažnio elektromagnetinės bangos: kompiuterių monitorių, mobiliųjų telefonų, mikrobangų krosnelių, televizorių ir kt.. Šiuo metu visos elektromagnetinės bangos pagal bangos ilgį skirstomos į šešis pagrindinius diapazonus.

Radio bangos- tai elektromagnetinės bangos (kurių bangos ilgis yra nuo 10 000 m iki 0,005 m), kurios perduoda signalus (informaciją) per atstumą be laidų. Radijo ryšiuose radijo bangas sukuria aukšto dažnio srovės, tekančios antenoje.

Elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis nuo 0,005 m iki 1 mikrono, t.y. tarp radijo bangų ir matomos šviesos vadinamos infraraudonoji spinduliuotė. Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia bet koks įkaitęs kūnas. Infraraudonosios spinduliuotės šaltinis yra krosnys, baterijos, elektrinės kaitinamosios lempos. Specialių prietaisų pagalba infraraudonąją spinduliuotę galima paversti į matoma šviesa ir gauti įkaitusių objektų vaizdus visiškoje tamsoje.

Į matoma šviesa reiškia spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra maždaug nuo 770 nm iki 380 nm, nuo raudonos iki violetinė. Šios elektromagnetinės spinduliuotės spektro dalies reikšmė žmogaus gyvenime yra nepaprastai didelė, nes žmogus beveik visą informaciją apie jį supantį pasaulį gauna regėjimo pagalba.

Vadinama akims nematoma elektromagnetine spinduliuote, kurios bangos ilgis yra trumpesnis už violetinę Ultravioletinė radiacija. Jis gali sunaikinti patogenines bakterijas.

rentgeno spinduliuotė akiai nematomas. Jis prasiskverbia be reikšmingos absorbcijos per reikšmingus matomai šviesai nepralaidžios medžiagos sluoksnius, kurie naudojami ligoms diagnozuoti. Vidaus organai.

Gama spinduliuotė vadinama elektromagnetine spinduliuote, skleidžiama sužadintų branduolių ir kylančia dėl elementariųjų dalelių sąveikos.

Radijo ryšio principas

Virpesių grandinė naudojama kaip elektromagnetinių bangų šaltinis. Efektyviam spinduliavimui grandinė „atidaroma“, t.y. sudaryti sąlygas laukui „išeiti“ į kosmosą. Šis įrenginys vadinamas atviru virpesių grandinė - antena.

radijo ryšys vadinamas informacijos perdavimu naudojant elektromagnetines bangas, kurių dažniai yra nuo iki Hz.

Radaras (radaras)

Prietaisas, perduodantis ultratrumpąsias bangas ir iš karto jas priimantis. Spinduliuotė atliekama trumpais impulsais. Impulsai atsispindi nuo objektų, todėl, gavus ir apdorojus signalą, galima nustatyti atstumą iki objekto.

Panašiu principu veikia ir greičio radaras. Pagalvokite, kaip radaras nustato važiuojančio automobilio greitį.

Elektromagnetinė spinduliuotė egzistuoja tiksliai tol, kol gyvuoja mūsų Visata. Jis vaidino pagrindinį vaidmenį gyvybės evoliucijoje Žemėje. Tiesą sakant, tai yra erdvėje sklindančio elektromagnetinio lauko būsenos sutrikimas.

Elektromagnetinės spinduliuotės charakteristikos

Bet kuri elektromagnetinė banga apibūdinama naudojant tris charakteristikas.

1. Dažnis.

2. Poliarizacija.

Poliarizacija- vienas iš pagrindinių bangos atributų. Apibūdina skersinę elektromagnetinių bangų anizotropiją. Spinduliuotė laikoma poliarizuota, kai visi bangų svyravimai vyksta toje pačioje plokštumoje.

Šis reiškinys aktyviai naudojamas praktikoje. Pavyzdžiui, kine, kai rodomi 3D filmai.

IMAX akiniai poliarizacijos pagalba atskiria vaizdą, kuris skirtas skirtingoms akims.

Dažnis yra bangų keterų, praeinančių pro stebėtoją, skaičius (in Ši byla– detektorius) per vieną sekundę. Matuojama hercais.

Bangos ilgis- tam tikras atstumas tarp artimiausių elektromagnetinės spinduliuotės taškų, kurių svyravimai vyksta vienoje fazėje.

Elektromagnetinė spinduliuotė gali sklisti beveik bet kurioje terpėje: nuo tankios medžiagos iki vakuumo.

Sklidimo greitis vakuume yra 300 tūkstančių km per sekundę.

Įdomus video Apie EM bangų prigimtį ir savybes žiūrėkite toliau pateiktame vaizdo įraše:

Elektromagnetinių bangų tipai

Visa elektromagnetinė spinduliuotė yra padalinta iš dažnio.

1. Radijo bangos. Yra trumpi, itin trumpi, itin ilgi, ilgi, vidutiniai.

Radijo bangų ilgis svyruoja nuo 10 km iki 1 mm ir nuo 30 kHz iki 300 GHz.

Jų šaltiniai gali būti ir žmogaus veikla, ir įvairūs gamtos atmosferos reiškiniai.

2. . Bangos ilgis yra nuo 1 mm iki 780 nm ir gali siekti iki 429 THz. Infraraudonoji spinduliuotė dar vadinama šilumine spinduliuote. Visos gyvybės mūsų planetoje pagrindas.

3. Matoma šviesa. Ilgis 400 - 760/780nm. Atitinkamai, jis svyruoja tarp 790-385 THz. Tai apima visą spinduliuotės spektrą, kurį gali matyti žmogaus akis.

4. . Bangos ilgis yra trumpesnis nei infraraudonųjų spindulių.

Jis gali siekti iki 10 nm. tokios bangos yra labai didelės – apie 3x10 ^ 16 Hz.

5. Rentgeno spinduliai. bangos 6x10 ^ 19 Hz, o ilgis apie 10 nm – 5 pm.

6. Gama bangos. Tai apima bet kokią spinduliuotę, kuri yra didesnė nei rentgeno spinduliuose, o ilgis yra mažesnis. Tokių elektromagnetinių bangų šaltinis yra kosminiai, branduoliniai procesai.

Taikymo sritis

Kažkur iš pabaigos XIX amžiaus, visa žmonijos pažanga buvo susijusi su praktinis pritaikymas elektromagnetines bangas.

Pirmas dalykas, kurį verta paminėti, yra radijo ryšys. Ji leido žmonėms bendrauti, net jei jie buvo toli vienas nuo kito.

Palydovinė transliacija, telekomunikacijos yra tolimesnis vystymas primityvus radijas.

Būtent šios technologijos suformavo informacinį įvaizdį šiuolaikinė visuomenė.

Elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniais reikėtų laikyti didelius pramonės objektus, taip pat įvairias elektros linijas.

Elektromagnetinės bangos aktyviai naudojamos kariniuose reikaluose (radarai, sudėtingi elektros prietaisai). Be to, medicina neapsiėjo be jų naudojimo. Infraraudonoji spinduliuotė gali būti naudojama daugelio ligų gydymui.

Rentgeno spinduliai padeda nustatyti žmogaus vidinių audinių pažeidimus.

Lazerių pagalba atliekama nemažai operacijų, reikalaujančių juvelyrinio tikslumo.

Elektromagnetinės spinduliuotės svarba praktinis gyvenimas Sunku pervertinti žmogų.

Sovietinis vaizdo įrašas apie elektromagnetinį lauką:

Galimas neigiamas poveikis žmogui

Nepaisant jų naudingumo, stiprūs elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniai gali sukelti šiuos simptomus:

Nuovargis;

Galvos skausmas;

Pykinimas.

Pernelyg didelis tam tikrų tipų bangų poveikis sukelia vidaus organų, centrinės nervų sistemos ir smegenų pažeidimus. Galimi žmogaus psichikos pokyčiai.

Įdomus vaizdo įrašas apie EM bangų poveikį žmogui:

Siekiant išvengti tokių pasekmių, beveik visos pasaulio šalys turi elektromagnetinę saugą reglamentuojančius standartus. Kiekviena spinduliuotės rūšis turi savo norminius dokumentus (higienos normas, radiacinės saugos normas). Elektromagnetinių bangų poveikis žmogui nėra visiškai suprantamas, todėl PSO rekomenduoja sumažinti jų poveikį.

Bendrosios sąvokos apie elektromagnetines bangas

Šiandienos pamokoje nagrinėsime tokią reikalingą temą kaip elektromagnetinės bangos. Ir ši tema svarbi jau vien dėl to, kad visas mūsų šiuolaikinis gyvenimas yra susijęs su televizija, radiju ir mobiliuoju ryšiu. Todėl verta pabrėžti, kad visa tai atliekama dėl elektromagnetinių bangų.

Dabar pereikime prie išsamesnio klausimo, susijusio su elektromagnetinėmis bangomis, svarstymo ir, visų pirma, pateiksime tokių bangų apibrėžimą.

Kaip jau žinote, banga yra erdvėje sklindantis trikdymas, tai yra, jei kažkur įvyko koks nors sutrikimas ir jis plinta į visas puses, tada galime sakyti, kad šio perturbacijos sklidimas yra ne kas kita, kaip bangos reiškinys. .

Elektromagnetinės bangos yra elektromagnetiniai virpesiai, kurios erdvėje sklinda baigtiniu greičiu, kuris priklauso nuo terpės savybių. Kitaip tariant, galime sakyti, kad elektromagnetine banga vadinama erdvėje sklindančiu elektromagnetiniu lauku arba elektromagnetiniu trikdžiu.

Diskusiją pradėkime nuo to, kad elektromagnetinio lauko elektromagnetinių bangų teoriją pirmasis sukūrė anglų mokslininkas Jamesas Maxwellas. Įdomiausia ir smalsiausia šiame darbe tai, kad paaiškėja, kad elektriniai ir magnetiniai laukai, kaip žinote, ir nuo tada, kai buvo įrodyta, kad jie egzistuoja kartu. Tačiau paaiškėja, kad jie gali egzistuoti visiškai be jokios medžiagos. Tai labai svarbi išvada, padaryta Jameso Clerko Maxwello darbuose.

Pasirodo, elektromagnetinis laukas gali egzistuoti ir ten, kur nėra medžiagos. Čia mes kalbėjome apie garso bangos yra tik ten, kur yra terpė. Tai yra, vibracijos, atsirandančios su dalelėmis, gali būti perduodamos tik ten, kur yra dalelių, kurios gali perduoti šį trikdymą.

Tačiau, kalbant apie elektromagnetinį lauką, jis gali egzistuoti ten, kur nėra medžiagos ir nėra dalelių. Taigi, elektromagnetinis laukas egzistuoja vakuume, o tai reiškia, kad jei mes sukuriame tam tikras sąlygas ir galime tarsi sukurti bendrą elektromagnetinį trikdymą erdvėje, tai atitinkamai šis trikdymas turi galimybę plisti į visas puses. Ir būtent tai turėsime elektromagnetinę bangą.

Pirmasis žmogus, kuris sugebėjo skleisti elektromagnetinę bangą ir priimti elektromagnetinę bangą, buvo vokiečių mokslininkas Heinrichas Hercas. Jis pirmasis sukūrė tokią instaliaciją elektromagnetinei bangai skleisti ir priimti.

Pirmas dalykas, kurį turime pasakyti, yra tai, kad norint skleisti elektromagnetinę bangą, mums, žinoma, reikia gana greitai judančio elektros krūvio. Turime sukurti tokį įrenginį, kuriame būtų labai greitai judantis arba pagreitėjęs elektros krūvis.

Heinrichas Hercas savo eksperimentų pagalba įrodė, kad norint gauti galingą ir pakankamai juntamą elektromagnetinę bangą, judantis elektros krūvis turi svyruoti labai dideliu dažniu, tai yra kelių dešimčių tūkstančių hercų dydžio. Taip pat reikia pabrėžti, kad jei toks svyravimas įvyksta esant įkrovimui, tai aplink jį susidarys kintamasis elektromagnetinis laukas, kuris sklis visomis kryptimis. Tai yra, tai bus elektromagnetinė banga.

Elektromagnetinių bangų savybės

Taip pat būtina atkreipti dėmesį į tai, kad elektromagnetinė banga, žinoma, turi tam tikrų savybių, ir būtent apie šias savybes tai buvo tiksliai nurodyta Maxwello darbuose.

Taip pat reikėtų pažymėti, kad elektromagnetinių bangų savybės turi tam tikrų skirtumų, taip pat labai priklauso nuo jos ilgio. Priklausomai nuo savybių ir bangų ilgių, elektromagnetinės bangos skirstomos į diapazonus. Jie turi gana sąlyginę skalę, nes kaimyniniai diapazonai turi vienas kito persidengimo savybes.

Nebus nereikalinga žinoti, kad kai kurios sritys turi bendrų savybių. Šios savybės apima:

Galimybė įsiskverbti;
didelis plitimo greitis medžiagoje;
teigiamas ir neigiamas poveikis žmogaus organizmui ir kt.

Elektromagnetinių bangų rūšys yra radijo bangos, ultravioletiniai ir infraraudonieji diapazonai, matoma šviesa, taip pat rentgeno spinduliai, gama spinduliuotė ir kt.

O dabar atidžiai apsvarstykime žemiau esančią lentelę ir išsamiau išnagrinėkime, kaip galima klasifikuoti elektromagnetines bangas, kokios yra spinduliuotės rūšys, spinduliuotės šaltiniai ir jų dažnis:

Įdomūs faktai apie elektromagnetines bangas

Ko gero, niekam nebus paslaptis, kad mus supanti erdvė persmelkta elektromagnetinės spinduliuotės. Toks spinduliavimas siejamas ne tik su telefono ir radijo antenomis, bet ir su mus supančiais kūnais, Žeme, Saule ir žvaigždėmis. Priklausomai nuo virpesių dažnio, elektromagnetinės bangos gali turėti įvairūs titulai bet jų esmė ta pati. Tokios elektromagnetinės bangos apima ir radijo bangas, ir infraraudonąją spinduliuotę, ir matomą šviesą, ir rentgeno spinduliai, taip pat biolauko spinduliai.

Toks beribis energijos šaltinis kaip elektromagnetinis laukas yra svyravimo priežastis elektros krūviai atomai ir molekulės. Iš to išplaukia, kad svyruodamas krūvis juda su pagreičiu ir tuo pačiu spinduliuoja elektromagnetines bangas.

Elektromagnetinių bangų poveikis žmonių sveikatai

Daugelį metų mokslininkams rūpi elektromagnetinių laukų įtakos žmonių, gyvūnų ir augalų sveikatai problema, todėl daug laiko skiria šios problemos tyrimams ir tyrimams.

Tikriausiai kiekvienas iš jūsų buvote diskotekose ir atkreipėte dėmesį į tai, kad ultravioletinių lempų įtakoje šviesūs drabužiai pradėjo švytėti. Ši spinduliuotė nekelia pavojaus gyviems organizmams.

Tačiau lankantis soliariume ar naudojant ultravioletines lempas medicininiais tikslais, būtina naudoti akių apsaugą, nes toks poveikis gali sukelti trumpalaikį regėjimo praradimą.

Taip pat naudojant ultravioletines baktericidines lempas, kuriomis dezinfekuojamos patalpos, reikia būti itin atidiems, o jas naudojant – išeiti iš patalpos, nes jos neigiamai veikia žmogaus odą, taip pat augalus, nudegina lapus.

Tačiau be mus supančių spinduliuotės šaltinių ir įvairių prietaisų, žmogaus organizmas turi ir savo elektrinius bei magnetinius laukus. Bet jūs taip pat turėtumėte žinoti, kad žmogaus kūne visą gyvenimą elektromagnetiniai laukai linkę nuolat keistis.

Norint nustatyti žmogaus elektromagnetinį lauką, naudojamas toks tikslus prietaisas kaip encefalografas. Naudojant šį prietaisą galima labai tiksliai išmatuoti žmogaus elektromagnetinį lauką ir nustatyti jo aktyvumą smegenų žievėje. Dėl tokio prietaiso kaip encefalografo atsiradimo tapo įmanoma diagnozuoti įvairių ligų net ankstyvoje stadijoje.