Характеристики электромагнитного излучения

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию. Длина волны прямо связана с частотой через (групповую) скорость распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света ^[1]. В большинстве случаев (обычно) скорость — и групповая, и фазовая — распространения электромагнитного излучения в веществе отличается от таковых в вакууме очень незначительно (на доли процента) — см. Показатель преломления.

Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения в целом занимается электродинамика, хотя свойствами излучения отдельных областей спектра занимаются определенные более специализированные разделы физики (отчасти так сложилось исторически, отчасти обусловлено существенной конкретной спецификой, особенно в отношении взаимодействия излучения разных диапазонов с веществом, отчасти также спецификой прикладных задач). К таким более специализированным разделам относятся оптика (и ее разделы) и радиофизика. Жестким электромагнитным излучением коротковолнового конца спектра занимается физика высоких энергий^[2]; в соответствии с современными представлениями (Стандартная модель) при высоких энергиях электродинамика перестает быть самостоятельной, объединяясь в одной теории со слабыми взаимодействиями, а затем — при еще более высоких энергиях — как ожидается — со всеми остальными калибровочными полями.

Существуют различающиеся в деталях и степени общности теории, позволяющие смоделировать и исследовать свойства и проявления электромагнитного излучения. Наиболее фундаментальной ^[3] из завершенных и проверенных теорий такого рода является квантовая электродинамика, из которой путём тех или иных упрощений можно в принципе получить все перечисленные ниже теории, имеющие широкое применение в своих областях. Для описания относительно низкочастотного электромагнитного излучения в макроскопической области используют, как правило, классическую электродинамику, основанную на уравнениях Максвелла, причём существуют упрощения в прикладных применениях. Для оптического излучения (вплоть до рентгеновского диапазона) применяют оптику (в частности, волновую оптику, когда размеры некоторых частей оптической системы близки к длинам волн; квантовую оптику, когда существенны процессы поглощения, излучения и рассеяния фотонов; геометрическую оптику — предельный случай волновой оптики, когда длиной волны излучения можно пренебречь). Гамма-излучение чаще всего является предметом ядерной физики, с других — медицинских и биологических — позиций изучается воздействие электромагнитного излучения в радиологии. Существует также ряд областей — фундаментальных и прикладных — таких, как астрофизика, фотохимия, биология фотосинтеза и зрительного восприятия, ряд областей спектрального анализа, для которых электромагнитное излучение (чаще всего — определенного диапазона) и его взаимодействие с веществом играют ключевую роль. Все эти области граничат и даже пересекаются с описанными выше разделами физики.

Некоторые особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и понятий электродинамики:

наличие трёх взаимно перпендикулярных (в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H.

Электромагнитные волны — это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том числе и через вакуум.

Электрическое поле представляет собой систему из замкнутых силовых полей, создаваемых заряженными электрическими телами различных знаков.
Магнитное поле представляет собой систему из замкнутых силовых линий, создаваемых при движении электромагнитных зарядов по проводнику. Изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное поле, и наоборот - изменяющееся магнитное поле порождает вихревое электрическое поле.
Критерием интенсивности электрического поля является его напряженность (Е) с единицей измерения вольт на метр (В/м).
Критерием интенсивности магнитного поля является его напряженность (Н) с единицей измерения ампер на метр (А/м).
Напряженность электрического (магнитного) поля – эффективное значение синусоиды, имеющей амплитуду, равную большой полуоси эллипса, описываемого вектором напряженности в данной точке.
Параметрами источника ЭМП является частота электромагнитного колебания - измеряется в герцах (Гц), длина волны, измеряемая в метрах (м), вид генерации - постоянная и периодическая.
В настоящее время под ЭМП понимают электромагнитные поля и колебания в диапазоне от 0 Гц до 300 ГГц.
Под электромагнитным загрязнением среды понимается состояние электромагнитной обстановки, характеризующееся наличием в атмосфере ЭМП повышенной интенсивности, создаваемых техногенными и природными неионизирующими источниками электромагнитного спектра излучений.
Существенное влияние на безопасность жизнедеятельности человека оказывают и статические электрические поля. Установлено, что на поверхности таких материалов, как линолеум, пластиковые плитки, обои, паласы, лакированные и полированные покрытия и других изделий из синтетики накапливаются электрические заряды. При этом напряженность электрического поля может достигать 30 кВ/м, вызывая искровой разряд. Помимо этого, электрические заряды накапливаются на одежде и белье из искусственных синтетических тканей и негативно воздействуют на биологически активные точки тела человека. В городе Семипалатинске преобладают технологические источники ЭМП, которые делятся на две группы. К первой относятся источники, генерирующие излучение от3 кГц до 300 гГц, ко второй - от 1 Гц до 3 кГц.

Излучения электромагнитного диапазона при определённых уровнях могут оказывать отрицательное воздействие на организм человека, животных и других живых существ, а также неблагоприятно влиять на работу электрических приборов. Различные виды неионизирующих излучений (электромагнитных полей, ЭМП) оказывают разное физиологическое воздействие. На практике выделяют диапазоны магнитного поля (постоянного и квазипостоянного, импульсного), ВЧ- и СВЧ-излучений, лазерного излучения, электрического и магнитного поля промышленной частоты от высоковольтного оборудования, СВЧ-излучения и др.Нахождение в зоне с повышенными уровнями ЭМП в течение определённого времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: наблюдается усталость, тошнота, головная боль. При значительных превышениях нормативов возможны повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появляется раздражительность, человеку трудно себя контролировать. Возможно развитие трудно поддающихся лечению заболеваний, вплоть до раковых. В частности, корреляционный анализ показал прямую средней силы корреляцию заболеваемости злокачественными заболеваниями головного мозга с максимальной нагрузкой от ЭМИ даже от использования такого маломощного источника, как мобильные радиотелефоны.^[6] Эти данные не должны быть причиной для радиофобии, однако очевидна необходимость в существенном углублении сведений о действии ЭМИ на живые организмы.

106 нет в вопросах

107) Вред компьютера Основ вред факторы, действ на чел сидячее полож в теч длит времени; возд электромагн излуч монитора; утомл глаз, нагрузка на зрение; перегруз суставов кистей; стресс при потере информ. Глаза регистр самую мелкую вибрацию текста или картинки, а тем более мерцание экрана. Перегрузка глаз приводит к потере остроты зрения. Плохо сказ на зрении неуд подбор цвета, шрифтов, компоновки окон в использ программах, неправ распол экрана. Нервные окончания подушечек пальцев как бы разбиваются от постоянных ударов по клавишам, возникают онемение, слабость, в подушечках бегают мурашки. Это может привести к повреждению суставного и связочного аппарата кисти, а в дальнейшем заболевания кисти могут стать хрон

108) Лазерное излучение. Приминение в пром-ти и мед-не. Основные и сопут.факторы, дейст.на рабочих. Применение лазеров в промышленности

лазерный импульс несёт в себе огромный запас энергии. При попадании подобного луча на поверхность материала он вызывает мгновенное разогревание этой поверхности вплоть до испарения даже очень тугоплавкого материала. Это обстоятельство используется:

- при сверлении отверстий в твердых материалах (Сверление отверстий в алмазных фильерах при помощи традиционных способов занимает около 2 часов. при помощи лазерной установки, длится не более 0,1секунд.)

- резке и сварке металлов и пластмасс( Для того чтобы прожечь стальную пластинку толщиной 1 мм лучом лазера, достаточно импульса длительностью в одну тысячную секунды с энергией 0,5 дж, в рез-те получается отверстие порядка 0,1—0,2 мм. Лучом такой же мощности можно сварить два куска фольги толщиной 0,05мм или две тонкие проволочки.

-заточке режущих инструментов, в том числе изготовленных из сверхтвердых сплавов.

- использование их в различных контрольно-измерительных приборах. Луч лазера представляет собой электромагнитную волну со строго определённой длинной. Зная какое количество длин волн данного лазера укладывается в определённом отрезке, например, в одном метре, всегда можно вычислить расстояние от источника лазерного излучения до того или иного объекта. На практике это определяется по потере мощности лазерного излучения при отражении его от объекта. Отражённый луч лазера воспринимается фотоэлементом, в результате чего в анализирующей электрической цепи возникает ток, пропорциональный интенсивности отражённого луча. - Лазерные установки могут быть так же использованы для контроля степени чистоты обработки поверхности материала и даже внутренней структуры этих материалов.

Поиск по сайту: