Чем измеряется электромагнитное излучение
Электромагнитное излучение
 Классическая электродинамика | ||||||||||||
 | ||||||||||||
| Электричество · Магнетизм | ||||||||||||
| ||||||||||||
| См. также: Портал:Физика |
Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей).
Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.
Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме (пространстве, свободном от вещества и тел, поглощающих или испускающих электромагнитные волны) электромагнитное излучение распространяется без затуханий на сколь угодно большие расстояния, но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение).
Содержание
Характеристики электромагнитного излучения
Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.
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 (см. 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:
Диапазоны электромагнитного излучения
Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения (в вакууме) постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.
| Название диапазона | Длины волн, λ | Частоты, ν | Источники | |
|---|---|---|---|---|
| Радиоволны | Сверхдлинные | более 10 км | менее 30 кГц | Атмосферные и магнитосферные явления. Радиосвязь. |
| Длинные | 10 км — 1 км | 30 кГц — 300 кГц | ||
| Средние | 1 км — 100 м | 300 кГц — 3 МГц | ||
| Короткие | 100 м — 10 м | 3 МГц — 30 МГц | ||
| Ультракороткие | 10 м — 1 мм | 30 МГц — 300 ГГц [4] | ||
| Инфракрасное излучение | 1 мм — 780 нм | 300 ГГц — 429 ТГц | Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. | |
| Видимое (оптическое) излучение | 780—380 нм | 429 ТГц — 750 ТГц | ||
| Ультрафиолетовое | 380 — 10 нм | 7,5·10 14 Гц — 3·10 16 Гц | Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов. | |
| Рентгеновские | 10 нм — 5 пм | 3·10 16 — 6·10 19 Гц | Атомные процессы при воздействии ускоренных заряженных частиц. | |
| Гамма | менее 5 пм | более 6·10 19 Гц | Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад. | |
Радиоволны. Ультракороткие радиоволны принято разделять на метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые и субмиллиметровые (микрометровые). Волны с длиной λ ( ν > 300 МГц ) принято также называть микроволнами или волнами сверхвысоких частот (СВЧ). Деление радиоволн на диапазоны см. в статьях Радиоизлучение и Диапазон частот.
Радиоволны
Из-за больших значений λ распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения, хотя их всё же приходится учитывать, в частности, при описании квантовых генераторов и усилителей сантиметрового и миллиметрового диапазонов, а также молекулярных стандартов частоты и времени, при охлаждении аппаратуры до температур в несколько кельвинов.
Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн.
Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагнитных волн Шумана.
Нормы и измерение электромагнитного поля
Электрическая энергия, считается самым значимым изобретением человечества за всю историю его существования. Без данного вида материи невозможно представить прогресс. Электромагнитное излучение (или электронное поле) образуется как механизм, благодаря которому происходит передача вышеуказанной энергии от одного источника к другому для выполнения той или иной функции.
Принцип работы электромагнитного поля
Электромагнитным полем называется особый вид энергии, который применяется почти во всех без исключения отраслях производства и потребительской сферы. В основе его действия лежит электромагнитное взаимодействие между физическими телами, что происходит с помощью разноименных зарядов.
В его состав входят электрическое и магнитное поле. Первое представляет собой взаимодействие между электрически заряженными частицами, которые постоянно двигаются в пространстве. Магнитное поле может возникать вследствие переменного движения электрических зарядов по проводнику. 
Приборы, которые производят электромагнитную энергию, распространяют в окружающем пространстве волны (их называют электромагнитными) со скоростью, приблизительно равной скорости света. Электромагнитное поле, которое образуется у источника генерации энергии, условно разделяют на три диапазона – ближний, промежуточной, дальний.
Частоты всех диапазонов используются человеком, даже принимая во внимание факт их вредного влияния на здоровье. Худшее негативное воздействие имеет та энергия, измерение электромагнитного поля которой показывает самые большие фактические показатели интенсивности воздействия при условии пропорционально близкого расположения.
Нормы электромагнитного излучения, которые считаются безопасными, установлены и регламентированы, однако часто такое свечение суммарно превышает допустимый уровень воздействия на человеческое тело. Приборы для измерения электромагнитного поля применяются рабочими специальных служб, простой человек зачастую не может самостоятельно определить степень влияния данного фактора, поэтому часто бессознательно подвергается огромной опасности.
Измерение электромагнитного излучения
Измерение электромагнитного поля, проводится в тех случаях, когда возникает подозрение повышения его уровня в результате действия различных источников данного вида энергии.
Такое исследование выполняют специалисты научно-исследовательских станций или рабочие экологической службы по заявлению заинтересованных лиц или в случае, когда существует потенциальная опасность повышения такого показателя, как норма электромагнитного излучения.
Норма электромагнитного излучения на рабочем месте, прописана в специально задекларированных документах и указана для того, чтобы обезопасить работников и сохранить их здоровье от негативного воздействия вредного фактора. В соответствии с установленными нормами излучения, прибор для измерения электромагнитного поля, должен показывать не более 50-300 ГГц. Причем чем больше доза, тем пропорционально уменьшается продолжительность рабочего дня.
Поскольку допустимый уровень электромагнитного излучения часто превышает границы допустимого, применяются такие способы защиты как:
Оставьте свой телефон и наши специалисты проконсультируют вас
по измерению электромагнитных полей
Источники электромагнитного излучения
Почти все приборы, что работают путем генерации электромагнитного излучения, оказывают негативное влияние на человеческий организм. Интенсивность вредного воздействия зависит от количества энергии, которая повлияла на организм, вызывая при этом патологии внутренних органов и их систем. Стоит отметить, что условно безопасные санитарные правила и нормы электромагнитного излучения для человека, СанПиН проще говоря, не гарантируют полной сохранности здоровья человека, который постоянно подвергается воздействию такого фактора.
Электромагнитное излучение генерируется многими приборами и устройствами, работа которых осуществляется путем создания вокруг себя одноименного поля.
В перечень антропогенных изобретений, что являются источником образования такого излучения, относятся:
Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека
Данный тип излучения имеет ряд негативных последствий при постоянном и длительном контакте с человеческим телом. Частота патологий, которые могут возникнуть при этом, пропорциональны количеству единиц вредного фактора, что подействовали на организм за определенное время. Такой тип поражения человеческого организма чаще всего характерен для работников производств, где применяется влияние электромагнитного излучения. Однако люди, которые в бытовых условиях контактируют с таким полем, также подвергаются определенному риску. Поэтому измерение уровня электромагнитного излучения в квартире (самостоятельно или в результате обращения в соответствующие службы) не только поможет поределить уровень вредного воздействия, но и частично обезопасить человека, предупредив об условной угрозе.
В результате воздействия электромагнитного излучения у человека могут наблюдаться патологии нервной системы в виде нарушений памяти, внимания, мозговой активности, моторики или даже некоторых психических нарушений. Снижается иммунная защита организма, в результате чего тело человека более восприимчиво к вредному воздействию различных факторов эндогенного и экзогенного происхождения. Часто наблюдаются нарушения половой функции, неспособность к оплодотворению (мужчины) или к вынашиванию ребенка (женщины).
В отдельных случаях могут возникать заболевания желудочно-кишечного тракта и воспалительные поражения других внутренних органов.
Обобщая, следует отметить, что измерение электромагнитного поля является очень важным фактором как на работе, так и в жилом помещении. Постоянный мониторинг интенсивности излучения поможет контролировать уровень его воздействия на организм человека и предупредить наступление возможных негативных последствий.
Измерение электромагнитного излучения
Излучающие объекты окружают нас повсюду. Электромагнитные волны исходят от бытовых электроприборов, промышленного оборудования, вышек радио- и телепередач, высоковольтных линий электропередач (ЛЭП). Под электромагнитным излучением (ЭМИ) понимают разные типы волн. Среди них есть абсолютно безвредные и довольно опасные для людей излучения. Для того чтобы определить интенсивность их влияния, необходимы специальные приборы для измерения электромагнитных полей и излучений.
