Начальная

Windows Commander

Far
WinNavigator
Frigate
Norton Commander
WinNC
Dos Navigator
Servant Salamander
Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins
Необходимые Утилиты
Текстовые редакторы
Юмор

File managers and best utilites

Электромагнитное поле. Электромагнитное поле реферат


Referat. Электромагнитное поле — PhysBook

Электромагнитное поле

В пространстве, где изменяется магнитное поле, всегда появляется вихревое электрическое поле (индуцированное электрическое поле). При этом замкнутый контур позволяет только его обнаружить, поскольку поле существует независимо от наличия этого замкнутого контура. Линии напряженности вихревого электрического поля всегда замкнуты и их направление связано с изменением наводящего (индуцирующего) магнитного поля правилом Ленца (правилом правого винта, но учтите, что индукционное поле препятствует причине его вызывающей) (рис. 1а), т.е. это поле носит вихревой, не потенциальный характер, подобно магнитному. Максвелл в связи с этим обстоятельством высказал мысль о возможной равноправности полей: при изменении магнитного поля возникает поле электрическое (рис. 1а) и наоборот, при изменении электрического должно возникать магнитное поле (рис. 1б).

  • Img EMWaves Ref 001.jpg
  • Img EMWaves Ref 002.jpg
Рис. 1

Максвелл теоретически доказал свое предположение, создав теорию электромагнитного поля на основе двух постулатов:

  1. Переменное магнитное поле создает в окружающем его пространстве вихревое электрическое поле.
  2. Переменное электрическое поле создает в окружающем его пространстве вихревое магнитное поле (которое связано с переменным электрическим так же правилом правого винта). При этом, чем больше скорость изменения напряженности электрического поля, тем более сильное возникает магнитное поле, связанное с электрическим. Точно также, чем больше скорость изменения индукции магнитного поля, тем более сильное возникает электрическое поле.

Таким образом, электрическое и магнитное поля «сцеплены» друг с другом, существуют одновременно, взаимно порождают и поддерживают друг друга. Нельзя создать переменное магнитное поле без того, чтобы одновременно в пространстве не возникло переменное электрическое поле. Не менее важно то обстоятельство, что электрическое поле без магнитного, и наоборот, могут существовать лишь по отношению к определенным системам отсчета. Так, покоящийся заряд создает только электрическое поле. Но ведь заряд покоится лишь относительно определенной системы отсчета, а относительно другой он будет двигаться и, следовательно, создавать магнитное поле.

Совокупность неразрывно связанных друг с другом изменяющихся электрического и магнитного полей представляет собой электромагнитное поле.

Электромагнитные волны

Согласно гипотезе Максвелла однажды начавшийся в некоторой точке процесс изменения электромагнитного поля будет далее непрерывно захватывать все новые и новые области окружающего пространства.

Распространяющееся в пространстве периодически изменяющееся электромагнитное поле и представляет собой электромагнитную волну.

Распространение электромагнитной волны связано с наведением элекромагнитного поля в последующих точках и уничтожением в предыдущих (пройденных) точках пространства (рис. 2).

Img EMWaves Ref 003.jpg

Свойства электромагнитных волн

  1. Из сказанного следует, что если в какой-либо малой области пространства периодически изменять электрическое и магнитное поля, то эти изменения должны периодически повторяться и во всех других точках пространства, причем в каждой последующей несколько позже, чем в предыдущей, т.е. от источника электромагнитных колебаний должны во все стороны распространяться электромагнитные волны с определенной скоростью. Вывод о конечности скорости распространения электромагнитных волн — очень важное следствие из теории Максвелла. Максвелл чисто математически показал, что скорость распространения электромагнитного поля в вакууме равна скорости света с ≈ 3·108 м/с, а в среде эта скорость меньше и зависит от свойств среды: \(~\upsilon = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon \cdot \varepsilon_0 \cdot \mu \cdot \mu_0}}\)
  2. При распространении электромагнитных волн в каждой точке пространства происходят периодически повторяющиеся изменения электрического и магнитного полей. Эти изменения удобно изображать в виде колебаний векторов напряженности электрического поля \(~\vec E\) и индукции магнитного поля \(~\vec B\) в каждой точке пространства. Электромагнитная волна — поперечная волна, так как \(~\vec E \perp \vec \upsilon\) и \(~\vec B \perp \vec \upsilon\) .
  3. Колебания векторов \(~\vec E\) и \(~\vec B\) в каждой точке электромагнитной волны происходят в одинаковы фазах и по двум взаимноперпендикулярным направлениям \(~\vec E \perp \vec B\) в каждой точке пространства.
  4. Векторы \(~\vec E\) и \(~\vec B\) образуют с вектором скорости распространения \(~\vec \upsilon\) правовинтовую систему (рис 3): если головку винта расположить в плоскости векторов \(~\vec E\) и \(~\vec B\), и поворачивать ее в направлении от \(~\vec E\) к \(~\vec B\) по кратчайшему пути, то поступательное движение винта укажет направление вектора \(~\vec \upsilon\) в момент времени t. С течением времени вся картина сместится вправо со скоростью \(~\vec \upsilon\) .

    Рис. 3

  5. Период электромагнитной волны (частота) равен периоду (частоте) колебаний источника электромагнитных волн. Для электромагнитных волн справедливо соотношение \(~\lambda = \upsilon \cdot T ; \lambda = \frac{\upsilon}{\nu}\) . В вакууме \(~\lambda_0 = \frac{c}{\nu} = c \cdot T\) — длина волны наибольшая по сравнению с λ в другой среде, так как ν = const и изменяется только υ и λ при переходе от одной среды к другой.
  6. Электромагнитная волна, как и упругая, является носителем энергии, причем перенос энергии совершается в направлении распространения волны. Объемная плотность энергии электромагнитной поля определяется выражением \(~\omega_{EM} = \frac{\varepsilon \cdot \varepsilon_0 \cdot E^2}{2} + \frac{B^2}{2\cdot \mu \cdot \mu_0 }\) .
  7. Источниками электромагнитных волн являются изменяющийся со временем электрический ток или ускоренно движущиеся заряды. Наличие ускорения зарядов — главное условие излучения электромагнитных волн. Электромагнитное поле излучается заметным образом не только при колебаниях заряда, но и при любом быстром изменении его скорости. Так как Е ~ а и В ~ а, где \(~a = - \omega^2 q\) — ускорение колебания заряда в источнике, то энергия, переносимая волной, а значит и интенсивность волны пропорциональна четвертой степени частоты (см. пункт 6), т.е. \(~\omega_{EM} \sim \omega^4\). Поэтому источником интенсивных электромагнитных волн, способных переносить электромагнитную энергию на значительные расстояния, должен быть переменный ток очень высокой частоты (порядка миллиона Герц). Понятно, что никакие механические генераторы не могут создать переменный ток такой частотой (для этого якорь должен был бы совершать не менее 106 оборотов в 1 с). Источником электромагнитных волн такой частоты может быть только колебательный контур.
  8. Электромагнитные волны, как и другие волны, распространяются прямолинейно в однородной среде, испытывают преломление при переходе из одной среды во вторую, отражаются от металлических преград. Для них характерны явления дифракции и интерференции.
  9. Электромагнитные волны могут распространяться не только вдоль проводника с током, но и в диэлектриках, и в вакууме, где нет электрических зарядов.
  10. Электромагнитная волна существует без источников полей в том смысле, что после ее испускания электромагнитное поле волны становится не связанным с источником.

Литература

  1. Аксенович Л.А., Ракина Н.Н. Физика. Колебания и волны. — Мн.: Ди-зайнПРО, 1997. — с. 93-97.

Дополнительная литература

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. — М.: Просвещение, 1997. — с. 69-71.
  2. Буров Физика от А до Я.

www.physbook.ru

Реферат Электромагнитное поле

скачать

Реферат на тему:

Solenoid.svg

План:

    Введение
  • 1 История открытия
  • 2 Классификация
  • 3 Физические свойства
  • 4 Биологическое действие
  • 5 Безопасность электромагнитных полей
  • Источники

Введение

Электромагни́тное по́ле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, представимое как совокупность электрического и магнитного полей, которые могут при определённых условиях порождать друг друга.

Электромагнитное поле (и его изменение со временем) описывается в электродинамике в классическом приближении посредством системы уравнений Максвелла. При переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой электрическое и магнитное поле в новой системе отсчета — каждое зависит от обоих — электрического и магнитного — в старой, и это ещё одна из причин, заставляющая рассматривать электрическое и магнитное поле как проявления единого электромагнитного поля.

В современной формулировке электромагнитное поле представлено тензором электромагнитного поля, компонентами которого являются три компоненты напряжённости электрического поля и три компоненты напряжённости магнитного поля (или — магнитной индукции)[1], а также четырёхмерным электромагнитным потенциалом — в определённом отношении ещё более важным.

Действие электромагнитного поля на заряженные тела описывается в классическом приближении посредством силы Лоренца.

Квантовые свойства электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами (а также квантовые поправки к классическому приближению) — предмет квантовой электродинамики, хотя часть квантовых свойств электромагнитного поля более или менее удовлетворительно описывается упрощённой квантовой теорией, исторически возникшей заметно раньше.

Возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве, называется электромагнитной волной (электромагнитными волнами)[2]. Любая электромагнитная волна распространяется в пустом пространстве (вакууме) с одинаковой скоростью — скоростью света (свет также является электромагнитной волной). В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.

1. История открытия

До начала XIX в. электричество и магнетизм считались явлениями, не связанными друг с другом, и рассматривались в разных разделах физики.

В 1819 г. датский физик Г. Х. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.

Французский физик и математик А. Ампер в 1824 г. дал математическое описание взаимодействия проводника тока с магнитным полем (см. Закон Ампера).

В 1831 г. английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции — возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля.

В 1864 г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.

Теория Максвелла уже при своем возникновении разрешила ряд принципиальных проблем электромагнитной теории, предсказав новые эффекты и дав надежную и эффективную математическую основу описанию электромагнитных явлений. Однако при жизни Максвелла наиболее яркое предсказание его теории — предсказание существования электромагнитных волн — не получило прямых экспериментальных подтверждений.

В 1887 г. немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла. Его экспериментальная установка состояла из находящихся на некотором расстоянии друг от друга передатчика и приёмника электромагнитных волн, и фактически представляла собой исторически первую систему радиосвязи, хотя сам Герц не видел никакого практического применения своего открытия, и рассматривал его исключительно как экспериментальное подтверждение теории Максвелла.

В XX в. развитие представлений об электромагнитном поле и электромагнитном излучении продолжилось в рамках квантовой теории поля, основы которой были заложены великим немецким физиком Максом Планком. Эта теория, в целом завершенная рядом физиков около середины XX века, оказалась одной из наиболее точных физических теорий, существующих на сегодняшний день.

Во второй половине XX века (квантовая) теория электромагнитного поля и его взаимодействия была включена в единую теорию электрослабого взаимодействия и ныне входит в так называемую стандартную модель в рамках концепции калибровочных полей (электромагнитное поле является с этой точки зрения простейшим из калибровочных полей — абелевым калибровочным полем).

2. Классификация

Электромагнитное поле с современной точки зрения есть безмассовое[3] абелево[4] векторное[5] калибровочное[6] поле. Его калибровочная группа — группа U(1).

Среди известных (не гипотетических) фундаментальных полей электромагнитное поле — единственное, относящееся к указанному типу. Все другие поля такого же типа (которые можно рассматривать, по крайней мере, чисто теоретически) — (были бы) полностью эквивалентны электромагнитному полю, за исключением, быть может, констант.

3. Физические свойства

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия - предмет электродинамики, с классической точки зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой - квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач - очень и очень хорошим.

В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определенной частотой и волновым вектором различаются на один фотон).

Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.

Существует теория, объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено ее отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, как и теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность. Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них по меньшей мере недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.

Электромагнитные волны в вакууме являются поперечными.

4. Биологическое действие

Обследования людей, работающих в условиях воздействия различных ЭМП, показывает возникновение (с увеличением стажа) неспецифических изменений в организме прежде всего в области нервной системы. Это можно проиллюстрировать на примере работ А. М. Вялова, в которых изучались реакции на МП. Хроническое действие ЭМП приводило к функциональным нарушениям связанные с расстройством нейрогуморальной регуляции, а именно таких, как: периферический вазо-вегетативный синдром, астено-вегетативный синдром, смешанный синдром. Другие авторы, изучающие клинические проявления действия ЭМП СВЧ-диапазона выявляют пять синдромов: вегетативный, астенический, астено-вегетативный, астено-дистонический и диэнцефальный.

5. Безопасность электромагнитных полей

В связи со всё большим распространением источников ЭМП в быту (СВЧ-печи, мобильные телефоны, теле-радиовещание) и на производстве (оборудование ТВЧ, радиосвязь), большое значение приобретает защита людей от вредного влияния на них электромагнитных полей.

Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях — на службу охраны труда.

Предельно-допустимые уровни ЭМП в разных радиочастотных диапазонах различны[7].

Источники

Ю. А. Холодов. Мозг в электромагнитных полях. серия "Человек и окружающая среда." Академия наук СССР. Издательство "Наука". Москва. 1982.

wreferat.baza-referat.ru

Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека

Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека

1. Введение. Предмет изучения в валеологии.

1.1 Введение.

 Валеология – от лат. «valeo»-«здравствую» - научная дисциплина, изучающая индивидуальное здоровье здорового человека. Принципиальное отличие валеологии от других дисциплин (в частности, от практической медицины) состоит именно в индивидуальном подходе к оценке здоровья каждого конкретного субъекта (без учета общих и усредненных по какому-либо коллективу данных).

 Впервые валеология как научная дисциплина была официально зарегистрирована в 1980 году. Её основоположником стал российский ученый И. И. Брехман, работавший во Владивостокском Государственном Университете.

 В настоящее время новая дисциплина активно развивается, накапливаются научные работы, активно ведутся практические исследования. Постепенно происходит переход от статуса научной дисциплины к статусу самостоятельной науки.

1.2 Предмет изучения в валеологии.

 Предметом изучения в валеологии является индивидуальное здоровье здорового человека и влияющие на него факторы. Также валеология занимается систематизацией здорового образа жизнис учетом индивидуальности конкретного субъекта.

 Наиболее распространённым на данный момент определением понятия «здоровье»является определение, предложенное экспертами Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ):

Здоровье есть состояние физического, психического и социального благополучия.

 Современная валеология выделяет следующие основные характеристики индивидуального здоровья:

1. Жизнь – наиболее сложное проявление существования материи, которое превосходит по сложности различные физико-химические и био- реакции.

2. Гомеостаз – квазистатичное состояние жизненных форм, характеризующееся изменчивостью на относительно больших временных отрезках и практической статичностью – на малых.

3. Адаптация – свойство жизненных форм приспосабливаться к изменяющимся условиям существования и перегрузкам. При нарушениях адаптации или слишком резких и радикальных изменениях условий возникает дезадаптация – стресс.

4. Фенотип – сочетание факторов окружающей среды, влияющих на развитие живого организма. Также термин «фенотип» характеризует совокупность особенностей развития и физиологии организма.

5. Генотип – сочетание наследственных факторов, влияющих на развитие живого организма, являющихся сочетанием генетического материала родителей. При передаче от родителей деформированных генов возникают наследственные патологии.

6. Образ жизни – совокупность поведенческих стереотипов и норм, характеризующих конкретный организм.

7. Здоровье (согласно определению ВОЗ).

2. Электромагнитное поле, его виды, характеристики и классификация.

2.1 Основные определения. Виды электромагнитного поля.

• Электромагнитное поле– этоособая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.

• Электрическое поле – создается электрическими зарядами и заряженными частицами в пространстве. На рисунке представлена картина силовых линий (воображаемых линий, используемых для наглядного представления полей) электрического поля для двух покоящихся заряженных частиц:

Магнитное поле– создается при движении электрических зарядов по проводнику. Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей).

 Однако при ускоренном движении носителей электромагнитное поле «срывается» с них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитной волны, не исчезая с устранением носителя (например, радиоволны не исчезают при исчезновении тока (перемещения носителей – электронов) в излучающей их антенне).

2.2 Основные характеристики электромагнитного поля.

 Электрическое поле характеризуется напряженностью электрического поля(обозначение «E», размерность СИ – В/м, вектор). Магнитное полехарактеризуется напряженностью магнитного поля(обозначение «H», размерность СИ – А/м, вектор). Измерению обычно подвергается модуль (длина) вектора.

 Электромагнитные волны характеризуются длиной волны(обозначение «l», размерность СИ - м), излучающий их источник – частотой(обозначение – «n», размерность СИ - Гц).

 При частотах 3 – 300 Гц в качестве характеристики магнитного поля может также использоваться понятие магнитной индукции(обозначение «B», размерность СИ - Тл).

2.3 Классификация электромагнитных полей.

 Наиболее применяемой является так называемая «зональная» классификация электромагнитных полей по степени удаленности от источника/носителя.

 По этой классификации электромагнитное поле подразделяется на «ближнюю» и «дальнюю» зоны. «Ближняя» зона (иногда называемая зоной индукции) простирается до расстояния от источника, равного 0-3l, где l- длина порождаемой полем электромагнитной волны. При этом напряженность поля быстро убывает (пропорционально квадрату или кубу расстояния до источника). В этой зоне порождаемая электромагнитная волна еще не полностью сформирована.

 «Дальняя» зона – это зона сформировавшейся электромагнитной волны. Здесь напряженность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника. В этой зоне справедливо экспериментально определенное соотношение между напряженностями электрического и магнитного полей:

E=377H

где 377 – константа, волновое сопротивление вакуума, Ом.

 Электромагнитные волныпринято классифицировать по частотам:

Наименование частотного диапазона

Границы диапазона

Наименование волнового диапазона

Границы диапазона

Крайние низкие, КНЧ

[3..30] Гц

Декамегаметровые

[100..10] Мм

Сверхнизкие, СНЧ

[30..300] Гц

Мегаметровые

[10..1] Мм

Инфранизкие, ИНЧ

[0,3..3] Кгц

Гектокилометровые

[1000..100] км

Очень низкие, ОНЧ

[3..30] Кгц

Мириаметровые

[100..10] км

Низкие частоты, НЧ

[30..300] Кгц

Километровые

[10..1] км

Средние, СЧ

[0,3..3] МГц

Гектометровые

[1..0,1] км

Высокие, ВЧ

[3..30] МГц

Декаметровые

[100..10] м

Очень высокие, ОВЧ

[30..300] МГц

Метровые

[10..1] м

Ультравысокие, УВЧ

[0,3..3] ГГц

Дециметровые

[1..0,1] м

Сверхвысокие, СВЧ

[3..30] ГГц

Сантиметровые

[10..1] см

Крайне высокие, КВЧ

[30..300] ГГц

Миллиметровые

[10..1] мм

Гипервысокие, ГВЧ

[300..3000] ГГц

Децимиллиметровые

[1..0,1] мм

 Измеряют обычно только напряженность электрического поля E. При частотах выше 300 МГц иногда измеряется плотность потока энергииволны, или вектор Пойтинга (обозначение «S», размерность СИ – Вт/м2).

3.Основные источники электромагнитного поля.

 В качестве основных источников электромагнитного поля можно выделить:

• Линии электропередач.

• Электропроводка (внутри зданий и сооружений).

• Бытовые электроприборы.

• Персональные компьютеры.

• Теле- и радиопередающие станции.

• Спутниковая и сотовая связь (приборы, ретрансляторы).

• Электротранспорт.

• Радарные установки.

3.1 Линии электропередач (ЛЭП).

 Провода работающей линии электропередач создают в прилегающем пространстве (на расстояниях порядка десятков метров от провода) электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц). Причем напряженность поля вблизи линии может изменяться в широких пределах, в зависимости от ее электрической нагрузки. Стандартами установлены границы санитарно-защитных зон вблизи ЛЭП (согласно СН 2971-84):

Рабочее напряжение ЛЭП, кВ

330 и ниже

500

750

1150

Размер санитарно-защитной зоны, м

20

30

40

55"1" cellspacing="0" cellpadding="0" >

Тип радиотрансляционного центра.

Нормируемая напряженность электрического поля, В/м.

Нормируемая напряженность магнитного поля, А/м.

Особенности.

ДВ – радиостанции (частота [30..300]КГц, мощности передатчиков 300 – 500 КВт).

630

1,2

Наибольшая напряженность поля достигается на расстояниях менее 1 длины волны от излучающей антенны.

СВ – радиостанции (частота [300 КГц..3 МГц], мощности передатчиков 50 - 200 КВт).

275

<нет данных>

Вблизи антенны (на расстояниях 5 – 30 м) наблюдается некоторое понижение напряженности электрического поля.

КВ – радиостанции (частота [3..30]МГц, мощности передатчиков 10 – 100 КВт).

44

0,12

Передатчики могут быть расположены на густозастроенных территориях, а также на крышах жилых зданий.

Телевизионные радиотрансляционные центры (частоты [60..500] МГц, мощности передатчиков 100 КВт – 1МВт и более).

15

<нет данных>

Передатчики обычно расположены на высотах более 110 м над средним уровнем застройки.

3.6 Спутниковая и сотовая связь.

3.6.1 Спутниковая связь.

 Системы спутниковой связи состоят из передающей станции на Земле и спутников – ретрансляторов, находящихся на орбите. Передающие станции спутниковой связи излучают узконаправленный волновой пучок, плотность потока энергии в котором достигает сотен Вт/м. Системы спутниковой связи создают высокие напряженности электромагнитного поля на значительных расстояниях от антенн. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км плотность потока энергии 2,8 Вт/м2. Рассеяние энергии относительно основного луча очень небольшое и происходит больше всего в районе непосредственного размещения антенны.

3.6.2 Сотовая связь.

 Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболееинтенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции и мобильные радиотелефонные аппараты. Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными аппаратами, вследствие чего они являются источниками электромагнитного поля.В работе системы применяется принцип деления территории покрытия на зоны, или так называемые «соты», радиусом [0,5..10] км. В нижеследующей таблице представлены основные характеристики действующих в России систем сотовой связи:

Наименование системы, принцип передачи информации.

Рабочий диапазон базовых станций, МГц.

Рабочий диапазон мобильных аппаратов, МГц.

Максимальная излучаемая мощность базовых станций, Вт.

Максимальная излучаемая мощность мобильных аппаратов, Вт.

Радиус покрытия единичной базовой станции, км.

NMT450.

Аналоговый.

[463..467,5]

[453..457,5]

100

1

[1..40]

AMPS.

Аналоговый.

[869..894]

[824..849]

100

0,6

[2..20]

DAMPS(IS– 136).

Цифровой.

[869..894]

[824..849]

50

0,2

[0,5..20]

CDMA.

Цифровой.

[869..894]

[824..849]

100

0,6

[2..40]

GSM – 900.

Цифровой.

[925..965]

[890..915]

40

0,25

[0,5..35]

GSM– 1800.

Цифровой.

[1805..1880]

[1710..1785]

20

0,125

[0,5..35]

 Интенсивность излучения базовой станции определяется нагрузкой, то есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения станции, дня недели и других факторов. В ночные часы загрузка станций практически равна нулю. Интенсивность же излучения мобильных аппаратов зависит в значительной степени от состояния канала связи «мобильный радиотелефон – базовая станция» (чем больше расстояние от базовой станции, тем выше интенсивность излучения аппарата).

3.7 Электротранспорт.

 Электротранспорт (троллейбусы, трамваи, поезда метрополитена и т.п.) является мощным источником электромагнитного поля в диапазоне частот [0..1000] Гц. При этом в роли главного излучателя в подавляющем большинстве случаев выступает тяговый электродвигатель (для троллейбусов и трамваев воздушные токоприёмники по напряженности излучаемого электрического поля соперничают с электродвигателем). В таблице приведены данные по измеренной величине магнитной индукции для некоторых видов электротранспорта:

Вид транспорта и род потребляемого тока.

Среднее значение величины магнитной индукции, мкТл.

Максимальное значение величины магнитной индукции, мкТл.

Пригородные электропоезда.

20

75

Электротранспорт с приводом постоянного тока (электрокары и т.п.).

29

110

3.8 Радарные установки.

 Радиолокационные и радарные установки имеют обычно антенны рефлекторного типа («тарелки») и излучают узконаправленный радиолуч. Периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости излучения. Наблюдается также временная прерывистость излучения, обусловленная цикличностью работы радиолокатора на излучение. Они работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные специальные установки могут работать на частотах до 100 ГГц и более. Вследствие особого характера излучения они могут создавать на местности зоны с высокой плотностью потока энергии (100 Вт/м2и более).

4. Влияние электромагнитного поля на индивидуальное здоровье человека.

Человеческий организм всегда реагирует на внешнее электромагнитное поле. В силу различного волнового состава и других факторов электромагнитное поле различных источников действует на здоровье человека по-разному. Вследствие этого в данном разделе воздействие различных источников на здоровье будем рассматривать по отдельности. Однако резко диссонирующее с естественным  электромагнитным фоном поле искусственных источников почти во всех случаях оказывает на здоровье находящихся в зоне его воздействия людей негативное влияние.

Широкие исследования влияния электромагнитных полей на здоровье были начаты в нашей стране в 60-е годы. Было установлено, что нервная система человека чувствительна к электромагнитному воздействию, а также что поле обладает так называемым информационным действиемпри воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта (величина напряженности поля, при которой начинает проявляться его тепловое воздействие).

В нижеследующей таблице приведены наиболее распространенные жалобы на ухудшение состояния здоровья людей, находящихся в зоне воздействия поля различных источников. Последовательность и нумерация источников в таблице соответствуют их последовательности и нумерации, принятых в разделе 3:

Источник электромагнитного поля.

Наиболее распространенные жалобы.

1. Линии электропередач (ЛЭП).

Кратковременное облучение (порядка нескольких минут) способно привести к негативной реакции только у особо чувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергических заболеваний. Продолжительное облучение обычно приводит к различным патологиям сердечно-сосудистой и нервной систем (из-за разбалансировки подсистемы нервной регуляции). При сверхдлительном (порядка 10-20 лет) непрерывном облучении возможно (по непроверенным данным) развитие некоторых онкологических заболеваний.

2. Внутренняя электропроводка зданий и сооружений.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой внутренних электросетей не имеется.

3. Бытовые электроприборы.

Имеются непроверенные данные о жалобах на кожные, сердечно-сосудистые и нервные патологии при долговременном систематическом пользовании микроволновыми печами старых моделей (до 1995 года выпуска). Также имеются аналогичные данные относительно применения микроволновых печей всех моделей в производственных условиях (например, для разогрева пищи в кафе). Кроме микроволновых печей имеются данные о негативном влиянии на здоровье людей телевизоров, имеющих в качестве прибора визуализации электронно-лучевую трубку. Подробнее см. раздел 4 – «Персональные компьютеры». Относительно применения маломощных и кратковременно работающих приборов – нет данных.

4. Персональные компьютеры.

Данные на настоящее время имеются только относительно влияния на здоровье человека компьютерных мониторов, имеющих в качестве прибора визуализации электронно-лучевую трубку (см. раздел 3 – «Бытовые электроприборы»). У систематически работающих за такими мониторами от 2 до 6 часов в сутки людей функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем у людей, не являющихся пользователями компьютера. Болезни дыхательной системы регистрируются в среднем в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата – в 3,1 раза чаще. С увеличением средней продолжительности работы на компьютере соотношение здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.

Также, согласно данным Центра электромагнитной безопасности, в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин.

Под влиянием электростатического поля мониторов возникает ионизация прилегающего воздуха, резко возрастает концентрация озона. Имеет место так называемое аэроионноевоздействие. Данных о жалобах на негативное воздействие ионизированного мониторами воздуха на настоящее время нет.

5. Теле- и радиопередающие станции.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой радиопередающих станций не имеется.

6. Спутниковая и сотовая связь.

Данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное с работой установок спутниковой связи и базовых станций сотовой связи не имеется.

Вопрос о воздействии излучения мобильного аппарата сотовой связи на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречивым результатам. По последним данным, электромагнитное поле мобильных аппаратов вызывает изменения в подсистеме кровообращения головного мозга, а также изменения биоэлектрической активности мозга. Однако данных о жалобах на негативное воздействие на здоровье электромагнитного поля сотовых телефонов среди людей, не принимавших участия в исследованиях, на настоящее время не имеется.

7. Электротранспорт.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой электротранспорта не имеется.

8. Радарные установки.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой радарных установок не имеется.

Особо чувствительными к воздействию электромагнитных полей в человеческом организме являются нервная, иммунная, энокринно-регулятивная и половая системы. Ниже воздействие поля на эти системы будет рассмотрено по отдельности.

4.1 Влияние электромагнитного поля на нервную систему.

Большое число исследований и сделанные монографические обобщения позволяют отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных к воздействию электромагнитных полей систем человеческого организма. При воздействии поля малой интенсивности возникают существенные отклонения в передаче нервных импульсов на уровне нейронных биоэлектрохимических ретрансляторов (синапсов). Также происходит угнетение высшей нервной деятельности, ухудшается память. Нарушается структура капиллярного гематоэнцефалитического барьера головного мозга, что со временем может привести к неожиданным патологическим проявлениям. Особую чувствительность к электромагнитному воздействию проявляет нервная система эмбриона на поздних стадиях внутриутробного развития.

4.2 Влияние электромагнитного поля на иммунную систему.

На данный момент имеется большое количество данных, указывающих на негативное воздействие электромагнитных полей на иммунологическую реактивность организма. Установлено также, что при электромагнитном воздействии изменяется характер инфекционного процесса – течение инфекционного процесса отягощается аутоиммунной реакцией (атакой иммунной системы на собственный организм). Возникновение аутоиммунитета связано с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных, свойственных данному организму тканевых структур. Такое патологическое состояние характеризуется в большинстве случаев дефицитом лимфоцитов (специализированных клеток иммунной системы), генерируемых в вилочковой железе (тимусе), угнетаемой электромагнитным воздействием. Электромагнитное поле высокой интенсивности также может способствовать неспецифическому подавлению иммунитета, а также особо опасной аутоиммунной реакции к развивающемуся эмбриону.

4.3 Влияние электромагнитного поля на эндокринно-регулятивную систему.

Исследования российских ученых, начавшиеся в 60-е годы XXв. показали, что при действии электромагнитного поля происходит стимуляция гипофиза, сопровождающаяся увеличением содержания адреналина в крови и активизацией процессов свертывания крови. Также замечены изменения в коре надпочечников и структуре гипоталамуса (отдела мозга, регулирующего физиологические и инстинктивные реакции).

4.4 Влияние электромагнитного поля на половую систему.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и эндокринно-регулятивной систем, а также с резким снижением активности половых клеток. Установлено, что половая система женщин более чувствительна к электромагнитному воздействию, нежели мужская. Кроме того, чувствительность к этому воздействию эмбриона в период внутриутробного развития во много раз выше, чем материнского организма. Считается, что электромагнитные поля могут вызывать патологии развития эмбриона, воздействуя в различные стадии беременности. Также установлено, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам и снизить скорость нормального развития плода. При этом периодами максимальной чувствительности являются ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации (закрепления зародыша на плацентарной ткани) и раннего органогенеза.

4.5 Общее влияние электромагнитного поля на организм человека.

Результаты клинических исследований, проведенных в России, показали, что длительный контакт с электромагнитным полем в СВЧ- диапазоне может привести к развитию заболевания, получившего наименование «радиоволновая болезнь». Клиническую картину этого заболевания определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Люди, длительное время находящиеся в зоне облучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций нервной системы. Со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются гипотония, боли в сердце, нестабильность пульса.

У людей, находящихся (в основном, по долгу службы) в зоне облучения непрерывно, возникают изменения в структуре костного мозга в сторону увеличения скорости регенерации. Через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память. Возникают жалобы на малую эффективность сна и на утомляемость. Имеются также данные о возникновении психических расстройств у людей, в течение 5 лет и более, систематически подвергавшихся облучению электромагнитным полем с напряженностью, близкой к предельно допустимой.

5. Методы защиты здоровья людей от электромагнитного воздействия.

5.1. Организационные мероприятия по защите населения от электромагнитных полей.

К организационным мероприятиям по защите от действия электромагнитных полей относятся:

1. Выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающих уровень излучения, не превышающий предельно допустимый.

2. Ограничение места и времени нахождения людей в зоне действия поля.

3. Обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем излучения.

5.1.1. Защита временем.

Применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. Путем обозначения, оповещения и т.п. ограничивается время нахождения людей в зоне выраженного воздействия электромагнитного поля. В действующих нормативных документах предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения.

5.1.2. Защита расстоянием.

Применяется, если невозможно ослабить воздействие другими мерами, в том числе и защитой временем. Метод основан на падении интенсивности излучения, пропорциональном квадрату расстояния до источника. Защита расстоянием положена в основу нормирования санитарно-защитных зон – необходимого разрыва между источниками поля и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Границы зон определяются расчетами для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе её на максимальную мощность излучения. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны с опасными уровнями излучения ограждаются, на ограждениях устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!».

5.2. Инженерные мероприятия по защите людей от электромагнитного воздействия.

Инженерные защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей, либо на ограничении эмиссионных параметров источника поля (снижении интенсивности излучения). При этом второй метод применяется в основном на этапе проектирования излучающего объекта. Электромагнитные излучения могут проникать в помещения через оконные и дверные проемы (явление дисперсии электромагнитных волн). Для экранирования оконных проемов применяются либо мелкоячеистая металлическая сетка (этот метод защиты не распространён по причине неэстетичности самой сетки и значительного ухудшения вентиляционного газообмена в помещении), либо металлизированное (напылением или горячим прессованием) стекло, обладающее экранирующими свойствами. Металлизированное стекло горячего прессования имеет кроме экранирующих свойств повышенную механическую прочность и используется в особых случаях (например, для наблюдательных окон на атомных регенерационных установках). Для защиты от электромагнитного воздействия населения чаще всего применяется стекло, металлизированное напылением. Напылённая плёнка металлов (олово, медь, никель, серебро) и их оксидов обладает достаточной оптической прозрачностью и химической стойкостью. Нанесенная на одну сторону поверхности стекла, она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне [0,8..150] см в 1000 раз. При нанесении плёнки на обе стороны стекла достигается 10- тысячекратное снижение интенсивности.

Экранирование дверных проемов в основном достигается за счет использования дверей из проводящих материалов (стальные двери).

Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений могут применяться специальные строительные конструкции: металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, а также специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев (защита помещений, расположенных относительно далеко от источников поля) достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовку стен помещения или заделываемой в штукатурку. В сложных случаях (защита конструкций, имеющих модульную или некоробчатую структуру) могут применяться также различные пленки и ткани с электропроводящим покрытием.

Из специальных экранирующих материалов в настоящее время получили широкое распространение металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью, хорошо закрепляются смолами и синтетическими клеящими составами.

Список литературы

1. Материалы интернет-портала «REFERAT.RU» (рефераты, учебные и справочные материалы на данную тему).

2. Материалы Центра электромагнитной безопасности.

3. Материалы газеты «Аргументы и факты» за июнь 2002 года.

4. И.В. Савельев. «Курс общей физики», том 2, «Электричество и магнетизм. Волны. Оптика». М. Наука, 1978г.

5. Лекции, читаемые в рамках курса «Валеология» кафедры «Ракетные двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

geum.ru

Реферат - Электромагнитное поле Земли

Untitled

Электромагнитное Поле Земли

Все существующие на Земле электромагнитные поля можно объединить в две группы: естественные, присущие Земле и, вызванные промышленной деятельностью человека.

Естественное электромагнитное поле Земли — это существующий всегда, в любой точке земной поверхности фон радиоволн. В разных частотных диапазонах его происхождение вызвано различными причинами.

Оно защищает если его не будет то

Электромагнитное поле Земли является щитом, который защищает жизнь на Земле от потока солнечных и космических частиц. Такие частицы являются сильным ионизирующим фактором, который влияет на живую ткань, и, в частности, на генетический аппарат организмов. Разрушение электромагнитного поля Земли вызовет сильнейшие стихийные бедствия: ураганы, смерчи, тайфуны, наводнения и так далее и в итоге наша планета станет такой же безжизненной, как и Марс. Ученые не верят, что поле может пропасть навсегда.

Смена полюсов

Однако в течение следующих 2000 лет временные отключения, по их мнению, неизбежны. Измерения показывают, что электромагнитное поле Земли слабеет. Иными словами, мы неумолимо приближаемся к инверсии, когда северный и южный магнитные полюсы поменяются местами (это происходит приблизительно каждые 680.000 лет). Физические северный и южный полюса Земли не совпадают с северным и южным электромагнитными полюсами. Вращение Земли, хотя и оказывает небольшое влияние на электромагнитные полярности планеты, но полностью отличается от движения самих полярностей.

В процессе смены полюсов возникает период, когда значение поля падает до нуля, после чего оно включается снова. Никто не знает, сколько может продлиться обесточенность. В этот период, предположительно, выживают, трансформируясь, лишь наиболее гибкие и наименее чувствительные к наличию электромагнитного поля и потокам внеземных излучений организмы.

Хотя в истории Земли смена полюсов происходила уже несколько раз.

Здоровье

Сила электромагнитного поля Земли имеет большое значение для здоровья человека.

Электромагнитное поле Земли может влиять на метаболизм клеток. А метаболизм — это основное условие для поддержания жизни.

Жизненно важное значение естественного электромагнитного поля Земли стало понятным во время путешествий человека во Вселенную. Когда первые путешественники вернулись на Землю, они жаловались на бессонницу, утомляемость, снижение внимания и депрессию. Позднее выяснилось, что основной проблемой являлась потеря энергии, а эти проблемы возникали за счет недостаточности воздействия электромагнитного поля Земли.

Влияние на чела/ магнитные бури

В процессе магнитных бурь в электромагнитном поле Земли наблюдаются значительные изменения. Имеется однозначная связь обострений ряда заболеваний с периодами магнитных бурь на Земле. Можно предположить, что связь между биоритмами организмов и инфранизких частот электромагнитного поля Земли проявляется в синхронизирующем воздействии на резонансных частотах.

На протяжении миллиардов лет естественное электромагнитное поле Земли, являясь первичным экологическим фактором, постоянно воздействует на все живое. В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация живых существ менялась под воздействием колебаний естественного электромагнитного фона, наблюдаемых, например, в периоды солнечной активности, когда мощный корпускулярный поток вызывает резкие кратковременные изменения магнитного поля Земли.

Сила эмп земли неравномерна

Во время экспедиций по Южной Америке, Кубе и Мексике ученый-естествоиспытатель Александр фон Гумбольд обнаружил, что сила электромагнитного поля Земли меняется в зависимости от градуса географической широты. Электромагнитное поле с силой, составляющей 0,3 Гаусса на экваторе, значительно слабее, чем на Северном или Южном полюсах, где его сила составляет 0,7 Гауссов. В Европе его средняя сила составляет 0,5 Гауссов. Естественное электромагнитное поле Земли зависит также и от времени суток. В той части Земли, где ночь, оно слабее на 0,1 Гаусса из-за нехватки солнечного света. В определенных областях и местах на Земле имеет место необъяснимый до настоящего времени феномен: естественное электромагнитное поле бывает иногда и вдвое сильнее обычного. Сотни тысяч людей посещают такие места, известные как источники сил, положительно воздействующих на организм.

Где и как возникает электромагнитное поле Ядро Земли — это железный шар диаметром 6960 километров и с температурой, превышающей 5000°С. Его оболочка имеет толщину 2260 километров и пребывает в жидком состоянии. А внутренняя часть — в сжатом и твердом. В результате конвекции оболочка ядра перемешивается. Более холодная и плотная жидкость под действием силы тяжести тонет, а горячая и менее плотная поднимается вверх, занимая ее место. Но каким образом циркулирующий жидкий металл порождает электромагнитное поле? Магнетизм, электричество и движение, если присутствуют любые две из этих составляющих, то третья возникает сама собой.

По мнению ученых, подобные процессы идут в ядре нашей планеты: магнетизм затравочного поля, которое может возникать, например, под влиянием поля соседней звезды, в сочетании с перемешиванием металла генерирует электрические токи. В свою очередь, электричество начинает питать магнитное поле. При благоприятных условиях затравочное поле внутри магнитного динамо будет растягиваться, изгибаться и нарастать вместе с движением металла. В конце концов, оно станет настолько сильным, что сможет влиять на движение жидкости и эффективно управлять своим собственным ростом. Достигнув такого состояния, магнитное динамо начинает генерировать устойчивое, самоподдерживающееся поле.

Однако все это — не более чем гипотеза, т.к. Физики не могут объяснить, каким образом поле достигает устойчивого состояния. В основном из-за того, что потоки жидкости внутри Земли турбулентны, т.е. изобилуют волнами и вихрями. Не хватает компьютерной памяти и вычислительной мощности, чтобы моделировать даже незначительные завихрения.

www.ronl.ru

Электромагнитное поле — реферат



Введение

Рассмотрев данный реферат я бы хотел раскрыть тему электромагнитных полей, их влияния на окружающую среду и человека. Изучить их характеристики, указать по каким критериям они классифицируются.

В 1864 г. Джеймс Клерк Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе, в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.

• Электромагнитное поле– это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.

• Электрическое поле – создается электрическими зарядами и заряженными частицами в пространстве. На рисунке представлена картина силовых линий (воображаемых линий, используемых для наглядного представления полей) электрического поля для двух покоящихся заряженных частиц:

Магнитное поле– создается при движении электрических зарядов по проводнику. Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей).

Однако при ускоренном движении носителей электромагнитное поле «срывается» с них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитной волны, не исчезая с устранением носителя (например, радиоволны не исчезают при исчезновении тока (перемещения носителей – электронов) в излучающей их антенне).

1. Основные характеристики электромагнитного поля.

Электрическое поле характеризуется напряженностью электрического поля(обозначение «E», размерность СИ – В/м, вектор). Магнитное полехарактеризуется напряженностью магнитного поля(обозначение «H», размерность СИ – А/м, вектор). Измерению обычно подвергается модуль (длина) вектора.

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны(обозначение «l», размерность СИ - м), излучающий их источник – частотой(обозначение – «n», размерность СИ - Гц).

При частотах 3 – 300 Гц в качестве характеристики магнитного поля может также использоваться понятие магнитной индукции(обозначение «B», размерность СИ - Тл).

2. Классификация электромагнитных полей.

Наиболее применяемой является так называемая «зональная» классификация электромагнитных полей по степени удаленности от источника/носителя.

По этой классификации электромагнитное поле подразделяется на «ближнюю» и «дальнюю» зоны. «Ближняя» зона (иногда называемая зоной индукции) простирается до расстояния от источника, равного 0-3l, где l- длина порождаемой полем электромагнитной волны. При этом напряженность поля быстро убывает (пропорционально квадрату или кубу расстояния до источника). В этой зоне порождаемая электромагнитная волна еще не полностью сформирована.

«Дальняя» зона – это зона сформировавшейся электромагнитной волны. Здесь напряженность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника. В этой зоне справедливо экспериментально определенное соотношение между напряженностями электрического и магнитного полей.

Электромагнитные волны принято классифицировать по частотам.

3.Основные источники электромагнитного поля.

В качестве основных источников электромагнитного поля можно выделить:

• Линии электропередач.

• Электропроводка (внутри зданий и сооружений).

• Бытовые электроприборы.

• Персональные компьютеры.

• Теле- и радиопередающие станции.

• Спутниковая и сотовая связь (приборы, ретрансляторы).

• Электротранспорт.

• Радарные установки.

Линии электропередач (ЛЭП). Провода работающей линии электропередач создают в прилегающем пространстве (на расстояниях порядка десятков метров от провода) электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц). Причем напряженность поля вблизи линии может изменяться в широких пределах, в зависимости от ее электрической нагрузки.

Электропроводка внутри зданий и сооружений, бытовые электроприборы, персональные компьютеры, телевизионные и радиопередающие станции, так же создают в прилегающем пространстве электромагнитные поля.

Спутниковая связь. Системы спутниковой связи состоят из передающей станции на Земле и спутников – ретрансляторов, находящихся на орбите. Передающие станции спутниковой связи излучают узконаправленный волновой пучок, плотность потока энергии в котором достигает сотен Вт/м. Системы спутниковой связи создают высокие напряженности электромагнитного поля на значительных расстояниях от антенн. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км плотность потока энергии 2,8 Вт/м2. Рассеяние энергии относительно основного луча очень небольшое и происходит больше всего в районе непосредственного размещения антенны.

Сотовая связь. Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции и мобильные радиотелефонные аппараты. Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными аппаратами, вследствие чего они являются источниками электромагнитного поля. В работе системы применяется принцип деления территории покрытия на зоны, или так называемые «соты», радиусом [0,5..10] км.

Интенсивность излучения базовой станции определяется нагрузкой, то есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения станции, дня недели и других факторов. В ночные часы загрузка станций практически равна нулю. Интенсивность же излучения мобильных аппаратов зависит в значительной степени от состояния канала связи «мобильный радиотелефон – базовая станция» (чем больше расстояние от базовой станции, тем выше интенсивность излучения аппарата).

Электротранспорт. Электротранспорт (троллейбусы, трамваи, поезда метрополитена и т.п.) является мощным источником электромагнитного поля в диапазоне частот [0..1000] Гц. При этом в роли главного излучателя в подавляющем большинстве случаев выступает тяговый электродвигатель (для троллейбусов и трамваев воздушные токоприёмники по напряженности излучаемого электрического поля соперничают с электродвигателем).

Радарные установки. Радиолокационные и радарные установки имеют обычно антенны рефлекторного типа («тарелки») и излучают узконаправленный радиолуч. Периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости излучения. Наблюдается также временная прерывистость излучения, обусловленная цикличностью работы радиолокатора на излучение. Они работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные специальные установки могут работать на частотах до 100 ГГц и более. Вследствие особого характера излучения они могут создавать на местности зоны с высокой плотностью потока энергии (100 Вт/м2и более).

4. Влияние электромагнитного поля на индивидуальное здоровье человека.

Человеческий организм всегда реагирует на внешнее электромагнитное поле. В силу различного волнового состава и других факторов электромагнитное поле различных источников действует на здоровье человека по-разному. Вследствие этого в данном разделе воздействие различных источников на здоровье будем рассматривать по отдельности. Однако резко диссонирующее с естественным  электромагнитным фоном поле искусственных источников почти во всех случаях оказывает на здоровье находящихся в зоне его воздействия людей негативное влияние.

Широкие исследования влияния электромагнитных полей на здоровье были начаты в нашей стране в 60-е годы. Было установлено, что нервная система человека чувствительна к электромагнитному воздействию, а также что поле обладает так называемым информационным действиемпри воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта (величина напряженности поля, при которой начинает проявляться его тепловое воздействие).

В нижеследующей таблице приведены наиболее распространенные жалобы на ухудшение состояния здоровья людей, находящихся в зоне воздействия поля различных источников. Последовательность и нумерация источников в таблице соответствуют их последовательности и нумерации, принятых в разделе 3:

 

Источник электромагнитного поля.

Наиболее распространенные жалобы.

1.Линии электропередач (ЛЭП).

 

 

Кратковременное облучение (порядка нескольких минут) способно привести к негативной реакции только у особо чувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергических заболеваний. Продолжительное облучение обычно приводит к различным патологиям сердечнососудистой и нервной систем (из-за разбалансировки подсистемы нервной регуляции). При сверх длительном (порядка 10-20 лет) непрерывном облучении возможно (по непроверенным данным) развитие некоторых онкологических заболеваний.

2.Внутренняя электропроводка зданий и сооружений.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой внутренних электросетей не имеется.

3.Бытовые электроприборы.

Имеются непроверенные данные о жалобах на кожные, сердечнососудистые и нервные патологии при долговременном систематическом пользовании микроволновыми печами старых моделей (до 1995 года выпуска). Также имеются аналогичные данные относительно применения микроволновых печей всех моделей в производственных условиях (например, для разогрева пищи в кафе). Кроме микроволновых печей имеются данные о негативном влиянии на здоровье людей телевизоров, имеющих в качестве прибора визуализации электронно-лучевую трубку. Подробнее см. раздел 4 – «Персональные компьютеры». Относительно применения маломощных и кратковременно работающих приборов – нет данных.

4.Персональные компьютеры.

Данные на настоящее время имеются только относительно влияния на здоровье человека компьютерных мониторов, имеющих в качестве прибора визуализации электронно-лучевую трубку (см. раздел 3 – «Бытовые электроприборы»). У систематически работающих за такими мониторами от 2 до 6 часов в сутки людей функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем у людей, не являющихся пользователями компьютера. Болезни дыхательной системы регистрируются в среднем в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата – в 3,1 раза чаще. С увеличением средней продолжительности работы на компьютере соотношение здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.

Также, согласно данным Центра электромагнитной безопасности, в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин.

Под влиянием электростатического поля мониторов возникает ионизация прилегающего воздуха, резко возрастает концентрация озона. Имеет место так называемое аэроионное воздействие. Данных о жалобах на негативное воздействие ионизированного мониторами воздуха на настоящее время нет.

5.Теле- и радиопередающие станции.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой радиопередающих станций не имеется.

6. Спутниковая и сотовая связь.

Данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное с работой установок спутниковой связи и базовых станций сотовой связи не имеется.

Вопрос о воздействии излучения мобильного аппарата сотовой связи на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречивым результатам. По последним данным, электромагнитное поле мобильных аппаратов вызывает изменения в подсистеме кровообращения головного мозга, а также изменения биоэлектрической активности мозга. Однако данных о жалобах на негативное воздействие на здоровье электромагнитного поля сотовых телефонов среди людей, не принимавших участия в исследованиях, на настоящее время не имеется.

7. Электротранспорт.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой электротранспорта не имеется.

8. Радарные установки.

На настоящее время данных о жалобах на ухудшение состояния здоровья, связанное непосредственно с работой радарных установок не имеется.

Особо чувствительными к воздействию электромагнитных полей в человеческом организме являются нервная, иммунная, энокринно-регулятивная и половая системы. Ниже воздействие поля на эти системы будет рассмотрено по отдельности.

4.1 Влияние электромагнитного поля на нервную систему.

Большое число исследований и сделанные монографические обобщения позволяют отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных к воздействию электромагнитных полей систем человеческого организма. При воздействии поля малой интенсивности возникают существенные отклонения в передаче нервных импульсов на уровне нейронных биоэлектрохимических ретрансляторов (синапсов). Также происходит угнетение высшей нервной деятельности, ухудшается память. Нарушается структура капиллярного гематоэнцефалитического барьера головного мозга, что со временем может привести к неожиданным патологическим проявлениям. Особую чувствительность к электромагнитному воздействию проявляет нервная система эмбриона на поздних стадиях внутриутробного развития.

4.2 Влияние электромагнитного поля на иммунную систему.

На данный момент имеется большое количество данных, указывающих на негативное воздействие электромагнитных полей на иммунологическую реактивность организма. Установлено также, что при электромагнитном воздействии изменяется характер инфекционного процесса – течение инфекционного процесса отягощается аутоиммунной реакцией (атакой иммунной системы на собственный организм). Возникновение аутоиммунитета связано с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных, свойственных данному организму тканевых структур. Такое патологическое состояние характеризуется в большинстве случаев дефицитом лимфоцитов (специализированных клеток иммунной системы), генерируемых в вилочковой железе (тимусе), угнетаемой электромагнитным воздействием. Электромагнитное поле высокой интенсивности также может способствовать неспецифическому подавлению иммунитета, а также особо опасной аутоиммунной реакции к развивающемуся эмбриону.

4.3 Влияние электромагнитного поля на эндокринно-регулятивную систему.

Исследования российских ученых, начавшиеся в 60-е годы XXв. показали, что при действии электромагнитного поля происходит стимуляция гипофиза, сопровождающаяся увеличением содержания адреналина в крови и активизацией процессов свертывания крови. Также замечены изменения в коре надпочечников и структуре гипоталамуса (отдела мозга, регулирующего физиологические и инстинктивные реакции).

4.4 Влияние электромагнитного поля на половую систему.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и эндокринно-регулятивной систем, а также с резким снижением активности половых клеток. Установлено, что половая система женщин более чувствительна к электромагнитному воздействию, нежели мужская. Кроме того, чувствительность к этому воздействию эмбриона в период внутриутробного развития во много раз выше, чем материнского организма. Считается, что электромагнитные поля могут вызывать патологии развития эмбриона, воздействуя в различные стадии беременности. Также установлено, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам и снизить скорость нормального развития плода. При этом периодами максимальной чувствительности являются ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации (закрепления зародыша на плацентарной ткани) и раннего органогенеза.

referat911.ru


Смотрите также

 

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..

 

     

 

 

.