Influența radiațiilor electromagnetice asupra persoanei. Surse, proprietăți ale radiațiilor electromagnetice

Conținutul articolului

RADIATIE ELECTROMAGNETICA, unde electromagnetice excitate de diferite obiecte radiante - particule încărcate, atomi, molecule, antene etc. În funcție de lungimea de undă, se disting radiațiile gamma, razele X, radiațiile ultraviolete, lumina vizibilă, radiațiile infraroșii, undele radio și oscilațiile electromagnetice de joasă frecvență. .

Poate părea surprinzător că în exterior atât de diferit fenomene fizice au o bază comună. Într-adevăr, ce este în comun între o bucată de material radioactiv, un tub cu raze X, o lampă cu descărcare în gaz mercur, un bec de lanternă, o sobă caldă, o stație de radiodifuziune și un generator de curent alternativ conectat la o linie electrică? Ca, însă, între film, ochi, termocuplu, antena de televiziune și receptorul radio. Cu toate acestea, prima listă constă din surse, iar a doua - din receptori de radiații electromagnetice. Efectele diferitelor tipuri de radiații asupra corpului uman sunt, de asemenea, diferite: radiațiile gamma și razele X îl pătrund, provocând leziuni tisulare, lumina vizibilă provoacă o senzație vizuală în ochi, radiația infraroșie, căzând asupra corpului uman, îl încălzește , iar undele radio și oscilațiile electromagnetice de joasă frecvență de către corpul uman și nu sunt resimțite deloc. În ciuda acestor diferențe evidente, toate aceste tipuri de radiații sunt, în esență, aspecte diferite ale aceluiași fenomen.

Interacțiunea dintre sursă și receptor constă în mod formal în faptul că la orice modificare a sursei, de exemplu, atunci când este pornită, are loc o anumită schimbare a receptorului. Această schimbare nu are loc imediat, ci după ceva timp și este în concordanță cantitativ cu ideea că ceva se mișcă de la sursă la receptor cu o viteză foarte mare. Teoria matematică sofisticată și o mare varietate de date experimentale arată că interacțiunea electromagnetică dintre o sursă și un receptor separat de un vid sau un gaz rarefiat poate fi reprezentată ca unde care se propagă de la sursă la receptor cu viteza luminii. Cu.

Viteza de propagare în spațiul liber este aceeași pentru toate tipurile de unde electromagnetice, de la raze gamma până la unde de joasă frecvență. Dar numărul de oscilații pe unitatea de timp (adică frecvența f) variază într-un interval foarte larg: de la câteva oscilații pe secundă pentru undele electromagnetice de joasă frecvență până la 1020 oscilații pe secundă în cazul razelor X și radiațiilor gamma. Deoarece lungimea de undă (adică distanța dintre vârfurile de undă adiacente; Fig. 1) este dată de l = c/f, variază, de asemenea, pe o gamă largă - de la câteva mii de kilometri pentru oscilații de joasă frecvență la 10–14 m pentru radiații X și gama. De aceea, interacțiunea undelor electromagnetice cu materia este atât de diferită în diferite părți ale spectrului lor. Și totuși, toate aceste valuri sunt legate între ele, la fel ca și ondulațiile de apă legate, valurile de pe suprafața unui iaz și valurile oceanice furtunoase, care afectează, de asemenea, obiectele din calea lor în moduri diferite. Undele electromagnetice diferă semnificativ de undele de pe apă și de sunet prin faptul că pot fi transmise de la o sursă la un receptor prin vid sau spațiu interstelar. De exemplu, razele X generate într-un tub vid afectează un film fotografic situat departe de acesta, în timp ce sunetul unui clopoțel situat sub o capotă nu poate fi auzit dacă aerul este pompat de sub capotă. Ochiul percepe razele venite de la soare lumina vizibila, și antena situată pe Pământ - semnalele radio ale unei nave spațiale aflate la distanță de milioane de kilometri. Astfel, nu este necesar niciun mediu material, cum ar fi apa sau aerul, pentru propagarea undelor electromagnetice.

Surse de radiații electromagnetice.

În ciuda diferențelor fizice, în toate sursele de radiații electromagnetice, fie că este vorba despre o substanță radioactivă, o lampă cu incandescență sau un emițător de televiziune, această radiație este excitată de sarcinile electrice care se mișcă cu accelerație. Există două tipuri principale de surse. În sursele „microscopice”, particulele încărcate sar de la un nivel de energie la altul în atomi sau molecule. Radiatoarele de acest tip emit radiații gamma, raze X, ultraviolete, vizibile și infraroșii și, în unele cazuri, chiar radiații cu lungime de undă mai mare (un exemplu al acestora din urmă este linia din spectrul hidrogenului corespunzătoare unei lungimi de undă de 21 cm, care joacă un rol important. rol în radioastronomie). Sursele de al doilea tip pot fi numite macroscopice. În ele, electronii liberi ai conductorilor efectuează oscilații periodice sincrone. Sistemul electric poate avea o mare varietate de configurații și dimensiuni. Sistemele de acest tip generează radiații în intervalul de la milimetri până la cele mai lungi unde (în liniile electrice).

Razele gamma sunt emise spontan în timpul dezintegrarii nucleelor ​​atomice substanțe radioactive precum radiul. În acest caz, au loc procese complexe de modificări ale structurii nucleului, asociate cu mișcarea sarcinilor. Frecvența generată f determinată de diferența de energie E 1Și E 2 două stări ale nucleului: f=(E 1 – E 2)/h, Unde h este constanta lui Planck.

Radiația cu raze X apare atunci când suprafața unui anod metalic (anticatod) este bombardată în vid cu electroni de mare viteză. Încetinindu-se rapid în materialul anodic, acești electroni emit așa-numita bremsstrahlung, care are un spectru continuu, și rearanjarea structurii interne a atomilor anodici, care are loc ca urmare a bombardamentului cu electroni, în urma căruia electronii atomici trec într-o stare cu o energie mai mică, este însoțit de emisia așa-numitelor radiații caracteristice, frecvență care sunt determinate de materialul anodic.

Aceleași tranziții electronice în atom dau radiații ultraviolete și vizibile. În ceea ce privește radiația infraroșie, aceasta este de obicei rezultatul unor modificări care au un efect redus asupra structurii electronice și sunt asociate în principal cu modificări ale amplitudinii vibrațiilor și ale impulsului de rotație al moleculei.

În generatoare oscilații electrice există un „circuit oscilator” de un tip sau altul, în care electronii efectuează oscilații forțate cu o frecvență în funcție de proiectarea și dimensiunile acestuia. Cele mai înalte frecvențe corespunzătoare undelor milimetrice și centimetrice sunt generate de klystroni și magnetroni - dispozitive de vid cu rezonatoare cu cavitate metalică, oscilații în care sunt excitate de curenții de electroni. La generatoarele de frecvențe inferioare, circuitul oscilator constă dintr-un inductor (inductanță L) și un condensator (capacitate C) și este excitat de un circuit tub sau tranzistor. Frecvența naturală a unui astfel de circuit, care este aproape de rezonanță la amortizare scăzută, este dată de .

Câmpurile alternative de frecvență foarte joasă utilizate pentru transmiterea energiei electrice sunt generate de generatoarele de curent ale mașinii electrice în care rotoarele care poartă înfășurări de sârmă se rotesc între polii magneților.

Teoria lui Maxwell, eterul și interacțiunea electromagnetică.

Când un transatlantic trece la o oarecare distanță de o barcă de pescuit pe vreme calmă, după un timp barca începe să se legene violent în valuri. Motivul pentru aceasta este clar pentru toată lumea: de la nasul garniturii, un val străbate suprafața apei sub forma unei secvențe de cocoașe și depresiuni, care ajunge la barca de pescuit.

Când, cu ajutorul unui generator special, oscilațiile de sarcină electrică sunt excitate într-o antenă instalată pe un satelit artificial al Pământului și direcționată către Pământ, în antena de recepție de pe Pământ (tot după ceva timp) electricitate. Cum se transmite interacțiunea de la sursă la receptor dacă nu există un mediu material între ele? Și dacă semnalul care ajunge la receptor poate fi reprezentat ca un fel de undă incidentă, atunci ce fel de undă este care se poate propaga în vid și cum pot apărea cocoașe și depresiuni acolo unde nu există nimic?

Oamenii de știință s-au gândit de mult timp la aceste întrebări în legătură cu lumina vizibilă care se propagă de la Soare la ochiul observatorului. Pentru cea mai mare parte a secolului al XIX-lea fizicieni precum O. Fresnel, I. Fraunhofer, F. Neumann au încercat să găsească răspunsul în faptul că spațiul nu este de fapt gol, ci plin cu un anumit mediu („eter luminifer”), dotat cu proprietățile unui solid elastic. corp. Deși o astfel de ipoteză a ajutat la explicarea unor fenomene în vid, a dus la dificultăți insurmontabile în problema trecerii luminii prin limita a două medii, precum aerul și sticla. Acest lucru l-a determinat pe fizicianul irlandez J. McCullagh să respingă ideea unui eter elastic. În 1839 el a sugerat noua teorie, în care s-a postulat existența unui mediu, în proprietățile sale diferite de toate materialele cunoscute. Un astfel de mediu nu rezistă la compresiune și forfecare, dar rezistă la rotație. Din cauza acestor proprietăți ciudate, modelul eter al lui McCullagh nu a atras inițial mult interes. Cu toate acestea, în 1847 Kelvin a demonstrat existența unei analogii între fenomenele electrice și elasticitatea mecanică. Pornind de la aceasta, precum și din ideile lui M. Faraday despre liniile de forță ale câmpurilor electrice și magnetice, J. Maxwell a propus o teorie a fenomenelor electrice, care, în cuvintele sale, „nega acțiunea la distanță și atribuie acțiunea electrică tensiuni și presiuni într-un mediu omniprezent, în plus, aceste tensiuni sunt aceleași cu cele cu care se ocupă inginerii, iar mediul este tocmai mediul în care se presupune că se propagă lumina. În 1864, Maxwell a formulat un sistem de ecuații care acoperă toate fenomenele electromagnetice. Este de remarcat faptul că teoria lui semăna în multe privințe cu teoria propusă cu un sfert de secol mai devreme de McCullagh. Ecuațiile lui Maxwell erau atât de cuprinzătoare încât legile lui Coulomb, Ampere, inducția electromagnetică au fost derivate din ele și a urmat concluzia că viteza de propagare a fenomenelor electromagnetice a coincis cu viteza luminii.

După ce ecuațiile lui Maxwell au fost date mai multe formă simplă(în principal datorită lui O. Heaviside și G. Hertz), ecuațiile de câmp au devenit nucleul teoriei electromagnetice. Deși aceste ecuații în sine nu necesitau o interpretare maxwelliană bazată pe idei despre tensiuni și presiuni în eter, o astfel de interpretare a fost universal acceptată. Succesul neîndoielnic al ecuațiilor în prezicerea și explicarea diferitelor fenomene electromagnetice a fost luat drept confirmare a validității nu numai a ecuațiilor, ci și a modelului mecanic pe baza căruia au fost derivate și interpretate, deși acest model era complet neimportant pentru teorie matematică. Liniile de câmp Faraday și tuburile de curent, împreună cu deformările și deplasările, au devenit atribute esențiale ale eterului. Energia a fost considerată ca fiind stocată într-un mediu stresat, iar G. Poynting și-a prezentat fluxul în 1884 ca un vector, care îi poartă acum numele. În 1887 Hertz a demonstrat experimental existența undelor electromagnetice. Într-o serie de experimente geniale, el a măsurat viteza de propagare a acestora și, de asemenea, a arătat că pot fi reflectate, refractate și polarizate. În 1896, G. Marconi a primit un brevet pentru comunicații radio.

În Europa continentală, independent de Maxwell, a fost dezvoltată teoria acțiunii pe distanță lungă - o abordare complet diferită a problemei interacțiunii electromagnetice. Maxwell a scris despre aceasta: „Potrivit teoriei electricității, care face progrese mari în Germania, două particule încărcate acționează direct una asupra celeilalte la distanță cu o forță care, conform lui Weber, depinde de viteza lor relativă și acționează, conform la o teorie bazată pe ideile Gauss și dezvoltată de Riemann, Lorentz și Neumann, nu instantaneu, ci după ceva timp, în funcție de distanță. Pentru a aprecia puterea acestei teorii, care este așa oameni remarcabili explică orice fel de fenomene electrice, nu poate fi studiat decât prin studierea lui. Teoria despre care a vorbit Maxwell a fost dezvoltată cel mai pe deplin de către fizicianul danez L. Lorenz cu ajutorul potențialelor scalare și vectoriale retardate, aproape la fel ca în teoria modernă. Maxwell a respins ideea acțiunii întârziate la distanță, fie că este vorba de potențiale sau forțe. „Aceste ipoteze fizice sunt complet străine de ideile mele despre natura lucrurilor”, a scris el. Cu toate acestea, teoria lui Riemann și Lorentz a fost matematic identică cu teoria sa și, în cele din urmă, a fost de acord că există dovezi mai convingătoare în favoarea teoriei cu rază lungă. În a lui Tratat de electricitate și magnetism (Tratat de electricitate și magnetism, 1873) a scris: „Nu trebuie trecut cu vederea că am făcut un singur pas în teoria acțiunii mediumului. Am sugerat că este în stare de tensiune, dar nu am explicat deloc ce fel de tensiune este și cum este menținută.

În 1895, fizicianul olandez H. Lorentz a combinat primele teorii limitate ale interacțiunii dintre sarcini fixe și curenți, care au anticipat teoria potențialelor retardate a lui L. Lorentz și au fost create în principal de Weber, cu teoria generală a lui Maxwell. H. Lorentz considera materia ca conținând sarcini electrice, care, interacționând între ele în diferite moduri, produc toate fenomenele electromagnetice cunoscute. În loc să accepte conceptul de acțiune întârziată la distanță, descris de potențialele întârziate ale lui Riemann și L. Lorentz, el a plecat de la presupunerea că mișcarea sarcinilor creează un electromagnetic. camp, capabil să se propagă prin eter și să transfere impuls și energie de la un sistem de sarcini la altul. Dar este necesar pentru răspândirea energiei electrice camp magnetic sub forma unei unde electromagnetice existența unui astfel de mediu precum eterul? Numeroase experimente menite să confirme existența eterului, inclusiv experimentul „antrenării eterului”, au dat un rezultat negativ. Mai mult, ipoteza existenței eterului s-a dovedit a fi în conflict cu teoria relativității și cu poziția constanței vitezei luminii. Concluzia poate fi ilustrată prin cuvintele lui A. Einstein: „Dacă eterul nu este caracterizat de nicio stare specifică de mișcare, atunci nu are sens să îl introducem ca un fel de entitate de un fel special împreună cu spațiul”.

Emisia si propagarea undelor electromagnetice.

Sarcinile electrice care se deplasează cu accelerație și curenții care se schimbă periodic acționează unele asupra altora cu unele forțe. Mărimea și direcția acestor forțe depind de factori precum configurația și dimensiunea regiunii care conține sarcinile și curenții, mărimea și direcția relativă a curenților, proprietățile electrice ale mediului și modificările concentrației sarcinii și distribuției curentului. a sursei. Datorită complexității formulării generale a problemei, legea forțelor nu poate fi reprezentată ca o singură formulă. Structura, numită câmp electromagnetic, care, dacă se dorește, poate fi considerată ca un obiect pur matematic, este determinată de distribuția curenților și sarcinilor create de o sursă dată, ținând cont de condițiile la limită determinate de forma interacțiunii. regiune și proprietățile materialului. Când vine vorba de spațiu nelimitat, aceste condiții sunt completate de o condiție de limită specială - starea de radiație. Acesta din urmă garantează comportamentul „corect” al câmpului la infinit.

Câmpul electromagnetic este caracterizat de vectorul intensității câmpului electric Eși vector de inducție magnetică B, dintre care fiecare în orice punct al spațiului are o anumită mărime și direcție. Pe fig. 2 prezintă schematic o undă electromagnetică cu vectori E Și B, propagăndu-se în direcția pozitivă a axei X. Câmpurile electrice și magnetice sunt strâns legate între ele: sunt componente ale unui singur câmp electromagnetic, deoarece se transformă unul în celălalt sub transformările Lorentz. Se spune că un câmp vectorial este polarizat liniar (plat) dacă direcția vectorului rămâne fixă ​​peste tot și lungimea acestuia se modifică periodic. Dacă vectorul se rotește, dar lungimea lui nu se modifică, atunci se spune că câmpul are polarizare circulară; dacă lungimea vectorului se modifică periodic și se rotește, atunci câmpul se numește polarizat eliptic.

Relația dintre câmpul electromagnetic și curenții și sarcinile oscilante care mențin acest câmp poate fi ilustrată printr-un exemplu relativ simplu, dar foarte clar, de antenă ca un dipol cu ​​jumătate de undă (Fig. 3). Dacă un fir subțire, a cărui lungime este jumătate din lungimea de undă a radiației, este tăiat la mijloc și un generator de înaltă frecvență este conectat la tăiere, atunci tensiunea alternativă aplicată va menține o distribuție a curentului aproximativ sinusoidală în vibrator. La un moment dat t= 0, când amplitudinea curentului atinge valoarea maximă, iar vectorul viteză al sarcinilor pozitive este îndreptat în sus (negativ - în jos), în orice punct al antenei, sarcina pe unitatea de lungime a acesteia este egală cu zero. După primul trimestru al perioadei ( t =T/4) sarcinile pozitive vor fi concentrate în jumătatea superioară a antenei, iar sarcinile negative în partea inferioară. În acest caz, curentul este zero (Fig. 3, b). Pe moment t = T/2 sarcina pe unitate de lungime este zero, iar vectorul viteză al sarcinilor pozitive este îndreptat în jos (Fig. 3, V). Apoi, până la sfârșitul celui de-al treilea trimestru, taxele sunt redistribuite (Fig. 3, G), iar la finalizarea sa, întreaga perioadă de oscilații se încheie ( t = T) și totul arată ca în Fig. 3, A.

Pentru ca un semnal (de exemplu, un curent care variază în timp care conduce difuzorul unui receptor radio) să fie transmis la o distanță, radiația emițătorului trebuie să fie modula prin, de exemplu, modificarea amplitudinii curentului din antena de transmisie în funcție de semnal, ceea ce va presupune modularea amplitudinii oscilațiilor câmpului electromagnetic (Fig. 4).

Antena de transmisie este acea parte a transmițătorului în care sarcinile electrice și curenții oscilează, radiind un câmp electromagnetic în spațiul înconjurător. Antena poate avea o mare varietate de configurații, în funcție de ce formă de câmp electromagnetic doriți să obțineți. Poate fi un singur vibrator simetric sau un sistem de vibratoare simetrice situate la o anumită distanță unul de celălalt și care asigură raportul necesar între amplitudinile și fazele curenților. Antena poate fi un vibrator simetric situat în fața unei suprafețe metalice plane sau curbate relativ mari, care acționează ca un reflector. În intervalul undelor centimetrice și milimetrice, o antenă sub formă de claxon conectată la o țeavă metalică-ghid de undă, care joacă rolul unei linii de transmisie, este deosebit de eficientă. Curenții din antena scurtă la intrarea ghidului de undă induc curenți alternativi pe suprafața sa interioară. Acești curenți și câmpul electromagnetic asociat se propagă de-a lungul ghidului de undă până la corn.

Prin modificarea designului antenei și a geometriei acesteia, este posibil să se realizeze un astfel de raport al amplitudinilor și fazelor oscilațiilor curente în diferitele sale părți, astfel încât radiația să fie amplificată în unele direcții și atenuată în altele (antene direcționale).

La distanțe mari de orice tip de antenă, câmpul electromagnetic are o formă destul de simplă: în orice punct dat, vectorii de putere a câmpului electric Eși inducerea câmpului magnetic ÎN oscilează în fază în planuri reciproc perpendiculare, scăzând invers proporțional cu distanța de la sursă. În acest caz, frontul de undă are forma unei sfere crescătoare, iar vectorul fluxului de energie (vectorul Poynting) este îndreptat spre exterior de-a lungul razelor sale. Integrala vectorului Poynting pe întreaga sferă oferă energia radiată totală medie în timp. În acest caz, undele care se propagă în direcția radială cu viteza luminii transportă de la sursă nu numai oscilații ale vectorilor. E Și B, dar și impulsul câmpului și energia acestuia.

Recepția undelor electromagnetice și fenomenul de împrăștiere.

Dacă un cilindru conductor este plasat în zona unui câmp electromagnetic care se propagă de la o sursă îndepărtată, atunci curenții induși în acesta vor fi proporționali cu puterea câmpului electromagnetic și, în plus, vor depinde de orientarea cilindrului în raport cu frontul undei incidente și pe direcția vectorului intensității câmpului electric. Dacă cilindrul este sub forma unui fir al cărui diametru este mic în comparație cu lungimea de undă, atunci curentul indus va fi maxim atunci când firul este paralel cu vectorul E val în cădere. Dacă firul este tăiat la mijloc și o sarcină este conectată la bornele rezultate, atunci i se va furniza energie, așa cum este cazul unui receptor radio. Curenții din acest fir se comportă în același mod ca și curenții alternativi din antena de transmisie și, prin urmare, radiază și un câmp în spațiul înconjurător (adică, unda incidentă este împrăștiată).

Reflexia si refractia undelor electromagnetice.

Antena de transmisie este de obicei montată la înălțime deasupra solului. Dacă antena este situată pe teren uscat nisipos sau stâncos, atunci pământul se comportă ca un izolator (dielectric), iar curenții induși în ea de antenă sunt asociați cu vibrații intra-atomice, deoarece aici nu există purtători de încărcare liberi, deoarece în conductoare şi gaze ionizate. Aceste vibrații microscopice creează deasupra suprafeței pământului câmpul undei electromagnetice reflectată de suprafața pământului și, în plus, schimbă direcția de propagare a undei care intră în sol. Această undă se mișcă cu o viteză mai mică și la un unghi mai mic față de normală decât cea incidentă. Acest fenomen se numește refracție. Dacă unda cade pe o porțiune a suprafeței pământului, care, împreună cu dielectricul, are și proprietăți conductoare, atunci imaginea de ansamblu a undei refractate pare mult mai complicată. Ca și înainte, unda își schimbă direcția la interfață, dar acum câmpul din sol se propagă în așa fel încât suprafețele de faze egale să nu mai coincid cu suprafețele de amplitudini egale, așa cum se întâmplă de obicei în cazul unui plan. val. În plus, amplitudinea oscilațiilor undei scade rapid, deoarece electronii de conducere își renunță energia atomilor în timpul coliziunilor. Ca urmare, energia oscilațiilor valurilor se transformă în energia mișcării termice haotice și se disipează. Prin urmare, acolo unde pământul conduce electricitatea, undele nu pot pătrunde în el la o adâncime mare. Același lucru este valabil și pentru apa de mare, ceea ce face dificilă comunicarea cu submarinele.

În straturile superioare ale atmosferei terestre există un strat de gaz ionizat, care se numește ionosferă. Este format din electroni liberi și ioni încărcați pozitiv. Sub influența undelor electromagnetice trimise de pe pământ, particulele încărcate ale ionosferei încep să oscileze și să radieze propriul lor câmp electromagnetic. Particulele ionosferice încărcate interacționează cu unda trimisă în aproximativ același mod ca și particulele dielectrice în cazul considerat mai sus. Cu toate acestea, electronii ionosferei nu sunt legați de atomi, ca într-un dielectric. Ele reacționează la câmpul electric al undei trimise nu instantaneu, ci cu o anumită schimbare de fază. Drept urmare, unda din ionosferă se propagă nu la un unghi mai mic, ca într-un dielectric, ci la un unghi mai mare față de normal decât unda incidentă trimisă de pe pământ, iar viteza de fază a undei în ionosferă se dovedește a fi să fie mai mare decât viteza luminii c. Când unda cade la un anumit unghi critic, unghiul dintre fasciculul refractat și normal devine apropiat de o linie dreaptă, iar odată cu o creștere suplimentară a unghiului de incidență, radiația este reflectată spre Pământ. Evident, în acest caz, electronii ionosferei creează un câmp care compensează câmpul undei refractate în direcția verticală, iar ionosfera acționează ca o oglindă.

Energia și impulsul radiațiilor.

În fizica modernă, alegerea între teoria câmpului electromagnetic a lui Maxwell și teoria acțiunii întârziate la distanță lungă se face în favoarea teoriei lui Maxwell. Atâta timp cât ne interesează doar interacțiunea dintre sursă și receptor, ambele teorii sunt la fel de bune. Cu toate acestea, teoria acțiunii cu rază lungă de acțiune nu oferă niciun răspuns la întrebarea unde este energia care a fost deja emisă de sursă, dar nu a fost încă primită de receptor. Conform teoriei lui Maxwell, sursa transferă energie undei electromagnetice, în care se află, până când este transferată către receptorul care a absorbit unda. În același timp, legea conservării energiei este respectată în fiecare etapă.

Astfel, undele electromagnetice au energie (precum și impuls), ceea ce ne face să le considerăm ca fiind reale ca, de exemplu, atomii. Electronii și protonii aflați în Soare transferă energie către radiația electromagnetică, în principal în regiunile infraroșu, vizibil și ultraviolete ale spectrului; După aproximativ 500 de secunde, ajungând pe Pământ, eliberează această energie: temperatura crește, fotosinteza are loc în frunzele verzi ale plantelor și așa mai departe. În 1901, P.N. Lebedev a măsurat experimental presiunea luminii, confirmând că lumina are nu numai energie, ci și impuls (mai mult, relația dintre ele este în concordanță cu teoria lui Maxwell).

Fotonii și teoria cuantică.

La începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea, când părea că în sfârșit s-a construit o teorie exhaustivă a radiațiilor electromagnetice, natura a prezentat o altă surpriză: s-a dovedit că, pe lângă proprietățile undelor descrise de teoria lui Maxwell, radiația prezintă și proprietățile. de particule și cu cât sunt mai puternice, cu atât lungimea undelor sunt mai scurte. Aceste proprietăți sunt mai ales pronunțate în fenomenul efectului fotoelectric (eliminarea electronilor de pe suprafața unui metal sub acțiunea luminii), descoperit în 1887 de G. Hertz. S-a dovedit că energia fiecărui electron ejectat depinde de frecvență n lumina incidentă, dar nu pe intensitatea acesteia. Acest lucru indică faptul că energia asociată cu unda luminoasă este transmisă în porțiuni discrete - cuante. Dacă intensitatea luminii incidente crește, atunci crește numărul de electroni eliminați pe unitatea de timp, dar nu și energia fiecăruia dintre ei. Cu alte cuvinte, radiația transmite energie în anumite porțiuni minime - precum particulele de lumină, care au fost numite fotoni. Un foton nu are nici masă în repaus, nici sarcină, dar are spin și impuls egale cu hn/c, și energie egală cu hn; se deplasează în spațiul liber cu o viteză constantă c.

Cum poate radiația electromagnetică să aibă toate proprietățile undelor, manifestate prin interferență și difracție, dar să se comporte ca un flux de particule în cazul efectului fotoelectric? În prezent, explicația cea mai satisfăcătoare a acestei dualități poate fi găsită în formalismul complex al electrodinamicii cuantice. Dar chiar și această teorie sofisticată are dificultățile sale, iar consistența ei matematică este îndoielnică. PARTICLE ELEMENTARE; EFECT FOTOELECTRIC; MECANICA CUANTICĂ; VECTOR.

Din fericire, în problemele macroscopice de emitere și recepție a undelor electromagnetice milimetrice și mai lungi, efectele mecanice cuantice nu joacă de obicei un rol semnificativ. Numărul de fotoni emiși, de exemplu, de o antenă vibratoare simetrică, este atât de mare, iar energia transportată de fiecare dintre ei este atât de mică încât se poate uita de cuante discrete și se presupune că emisia de radiație este un proces continuu.

Influența radiațiilor electromagnetice asupra oamenilor

Trăim pe o planetă care în mod constant (24 de ore, 7 zile pe săptămână) are diferite tipuri de influențe asupra noastră. Radiația electromagnetică, al cărei efect asupra oamenilor a crescut în anul trecut, este unul dintre principalii factori care determină nu numai modul nostru de viață, ci și starea noastră de sănătate. Să luăm în considerare cum are loc exact efectul radiațiilor electromagnetice asupra unei persoane și ce consecințe sunt cauzate de aceasta.

Surse de radiații electromagnetice

Pe planeta noastră, există un fundal de radiație naturală (PRF) sub forma unui flux nesfârșit de particule de înaltă energie, în care există materie vie. PRF constă din radiații cosmice (aproximativ 16%), radiații gamma ale Pământului (aproape 22%), radiații ale organismelor vii (în limita a 20%) și radiații de toron și radon (42%).

PRF este radiație ionizantă, a cărei energie particulelor, atunci când este absorbită de o celulă a corpului, este capabilă să inducă descompunerea sau excitarea substanțelor la nivel molecular. În decurs de 1 oră, în celulele vii au loc în medie 200 de milioane - 6 miliarde de astfel de transformări. Se dovedește că toate organismele Pământului în fiecare secundă, din momentul concepției până la moarte, cad sub influența radiațiilor electromagnetice de origine naturală.

În curs de dezvoltare, oamenii au început să folosească energia electromagnetică în propriile lor scopuri. Așadar, omenirea a creat un câmp electromagnetic (EMF) de origine artificială. Dar în scurta perioadă a existenței sale, deja depășește semnificativ nivelul PRF. Resursele energetice mondiale se dublează aproape la fiecare 10 ani, ceea ce afectează și creșterea CEM.

Cel mai mare impact al radiațiilor electromagnetice asupra sănătății oamenilor și a altor organisme animale are loc în câmpurile electromagnetice cu frecvență radio și în câmpurile de joasă frecvență create de om. Deci, în localizarea substațiilor și linii aeriene intensitatea câmpului magnetic industrial de ultraînaltă tensiune este mai mare decât nivelul natural al câmpurilor magnetice ale planetei în medie cu 2-3 ordine de mărime.

Odată cu dezvoltarea EMF artificială datorită utilizării mijloacelor de comunicare radio transmisoare (inclusiv telefoane mobile, televizoare, radiouri, computere etc.), a apărut fenomenul de poluare electromagnetică sau „smog”. Radiațiile electromagnetice neionizante de joasă frecvență (până la 1000 Hz) sunt generate de transportul electric, numeroase linii de transport și trasee de cabluri. Unii experți ai OMS consideră că astăzi nivelul de poluare EM al planetei este egal cu poluarea sa chimică.

Unul dintre cele mai puternice efecte ale radiațiilor electromagnetice asupra unei persoane din orașe este centrele transmisiilor de radio și televiziune, care emit unde ultrascurte de înaltă frecvență în jurul lor. Influența puternică a undelor electromagnetice asupra corpului uman de la echipamentele electrice de uz casnic a fost remarcată de mult timp. Pentru comparație: atunci când o persoană își usucă părul cu un uscător de păr, dispozitivul care o influențează produce inducție magnetică în 2000 µT, în timp ce fundalul EM natural al Pământului nu depășește 30-60 µT. Telefoanele mobile, dintre care unii oameni au mai multe, emit unde decimetrice de mare putere de penetrare. Cuptoarele cu microunde folosesc energia cu microunde pentru a găti și încălzi alimentele.

Interacțiunea EMF cu corpul uman

Până în prezent, în cursul unei mase de studii, a fost stabilit în mod fiabil impactul câmpurilor electromagnetice asupra oamenilor, care au apărut prin mijloace antropice. EMF tehnogene transportă fluxuri de lungimi și frecvențe diferite, fenomene de rezonanță adverse, radiații cu microunde, de la care corpul uman nu a dezvoltat încă protecție.

Expunerea regulată la un câmp electromagnetic de origine artificială poate afecta performanța oamenilor, capacitatea de a-și aminti, atenția și poate duce la multe boli ale diferitelor sisteme de organe. Fondul magnetic antropogen crește semnificativ probabilitatea de a dezvolta boli cardiovasculare și endocrine, tumori maligne, imunodeficiență, disfuncție erectilă la bărbați.

Dar dacă efectul puternic al câmpurilor electromagnetice asupra corpului uman a fost suficient studiat, atunci influența efectelor slabe în multe privințe rămâne încă un mister. Se presupune că efectele slabe au un efect indirect sub formă de efecte cancerigene și genetice.

Luați în considerare modul în care câmpurile electromagnetice de frecvențe joase și înalte afectează corpul uman.

Efectele EMF de joasă frecvență asupra corpului uman

Impactul unui câmp electromagnetic de joasă frecvență asupra unei persoane are loc în așa fel încât acesta din urmă joacă rolul unui conductor. Frecvența joasă EMF provoacă apariția curentului în organism. Deoarece undele electromagnetice în acest caz au o lungime de multe ori mai mare decât dimensiunea unei persoane, ele au un efect asupra întregului corp. Țesuturile și organele noastre au o structură diferită unele de altele, adică au proprietăți electrice diferite. Din această cauză, expunerea umană la EMF de joasă frecvență va fi diferită în diferite părți ale corpului. Cele mai sensibile la radiațiile de joasă frecvență sunt structurile sistemului nervos.

Influența radiațiilor electromagnetice asupra corpului uman se manifestă printr-o ușoară creștere a temperaturii țesuturilor care sunt în contact direct cu undele de joasă frecvență. Au fost studiate efectele radiațiilor unde de joasă frecvență asupra creșterii producției de hormoni a glandei pituitare și a cortexului suprarenal, ceea ce duce în majoritatea cazurilor la activarea elementelor sistemului reproducător.

Cercetătorii au stabilit o anumită relație între dezvoltarea formațiunilor oncologice și influența unui câmp electromagnetic asupra corpului uman, dar aceste rezultate necesită analize și repetări suplimentare. Până în prezent, rolul CEM de joasă frecvență în apariția leucemiei și a cancerului cerebral la om a fost determinat cu precizie. diferite vârste care sunt expuse în mod regulat la radiații.

Periculoase pentru corpul uman sunt, de asemenea, radiații electromagnetice de frecvență ultra-joasă. Ele pot avea același efect asupra câmpului electromagnetic uman ca și radiația.

Cum afectează o persoană câmpurile electromagnetice de înaltă frecvență?

Reacția corpului la radiațiile de înaltă frecvență (spre deosebire de EMF de joasă frecvență) se manifestă prin încălzirea țesuturilor direct expuse la radiații. Mai mult, reacția termică crește proporțional cu creșterea frecvenței EMF. Spre deosebire de curentul de joasă frecvență, curentul de înaltă frecvență nu duce la excitarea celulelor nervoase și musculare.

Influența câmpurilor electromagnetice asupra unei persoane poate apărea atât local (pe anumite părți ale corpului), cât și asupra întregului organism. Depinde dacă acțiunea radiațiilor electromagnetice asupra corpului uman are loc integral sau parțial și, de asemenea, de lungimea de undă.

Energia radiației cu microunde este cea mai absorbită medii acvatice organism. Aceste unde aproape că nu interacționează cu pielea și țesutul adipos, dar au efect asupra fibrelor musculare și a organelor interne. Acum, efectele radiațiilor cu microunde de intensitate scăzută asupra sistemului nervos central al oamenilor sunt studiate în detaliu. S-a constatat că are un efect cardiotrop asupra organismului.

O atenție deosebită trebuie acordată impactului radiațiilor cu microunde asupra sănătății umane. Cea mai mare pondere în poluarea cu microunde este atribuită stațiilor radio și acelor obiecte care generează radiații electromagnetice în domeniul microundelor. Lucrătorii de la astfel de stații se confruntă sistematic cu migrene, stare de rău, letargie, probleme de memorie etc.

În funcție de natura expunerii și de mărimea dozei, daunele cauzate de microunde sunt de obicei împărțite în acute și cronice. Pentru leziune acută caracterizat printr-un efect termogen și expunere de scurtă durată la radiații. În daune cronice, microundele afectează corpul uman pentru o lungă perioadă de timp. Lucrul înfricoșător este că efectul radiațiilor electromagnetice asupra corpului uman în acest caz se manifestă de la distanță și, prin urmare, este extrem de dificil să-i identifici efectele.

Numeroase studii au stabilit sensibilitatea ridicată a anumitor organe și țesuturi la influența CEM și anume:

• sistemul nervos central (supraexcitarea celulelor nervoase);
• organele vizuale;
• gonade (impotența se dezvoltă la bărbați, producția de testosteron scade, iar femeile pot suferi avorturi spontane, toxicoză în timpul sarcinii, patologii în dezvoltarea intrauterină a fătului);
• organe ale sistemului cardiovascular (distrofie miocardică, insuficiență coronariană etc.);
• glandele endocrine;
• sistemul imunitar (cu expunere cronică se poate dezvolta leucopenie).

Influența câmpului electromagnetic asupra sănătății umane se manifestă în trei tipuri de reacții din partea acestuia din urmă: excitație, încălzire și cooperare. S-a dedicat mult primelor două. lucrări științifice, al treilea este încă prost înțeles.

În ultimii ani, datorită dezvoltării tehnologiei, corpul uman este expus la un nivel ridicat de expunere la radiații electromagnetice (EMR), care nu ar putea decât să provoace îngrijorări serioase în întreaga lume.

Care este efectul asupra organismelor vii? Consecințele lor depind de ce categorie de radiații – ionizante sau nu – îi aparțin. Primul tip are un potențial energetic ridicat, care acționează asupra atomilor din celule și duce la o schimbare a stării lor naturale. Poate fi mortal, deoarece provoacă cancer și alte boli. Sa nu radiatii ionizante includ radiații electromagnetice sub formă de unde radio, radiații cu microunde și vibrații electrice. Deși nu poate schimba structura atomului, influența acestuia poate duce la consecințe ireversibile.

Pericol invizibil

Publicațiile din literatura științifică au ridicat problema efectelor adverse asupra indivizilor și societății în ansamblu ale radiațiilor CEM neionizante emanate de la putere, dispozitive electrice și fără fir în viața de zi cu zi, la locul de muncă, în instituțiile de învățământ și publice. În ciuda numeroaselor probleme în stabilirea dovezilor științifice convingătoare pentru vătămări și lacunele în elucidarea mecanismelor exacte de vătămare, analiza epidemiologică sugerează din ce în ce mai mult potențialul semnificativ de efecte traumatice produse de radiațiile neionizante. Protecția împotriva radiațiilor electromagnetice devine din ce în ce mai importantă.

Din cauza lipsei de conștientizare a mediului în educația medicală, unii medici nu sunt pe deplin conștienți de potențialele probleme de sănătate asociate cu EMR și, ca urmare, manifestările radiațiilor neionizante pot fi diagnosticate greșit și tratate ineficient.

Dacă posibilitatea de deteriorare a țesuturilor și celulelor asociate cu expunerea la raze X este fără îndoială, atunci impactul radiațiilor electromagnetice asupra organismelor vii, atunci când acestea provin de la liniile electrice, telefoanele mobile, aparatele electrice și unele mașini, a început abia recent. pentru a atrage atenţia ca o potenţială ameninţare.sănătate.

spectru electromagnetic

Se referă la un tip de energie care emană sau radiază cu mult dincolo de sursa sa. Energia radiației electromagnetice există în diferite forme ah, fiecare dintre ele are proprietăți fizice diferite. Ele pot fi măsurate și exprimate în termeni de frecvență sau lungime de undă. Unele unde au o frecvență înaltă, altele au o frecvență medie, iar altele au o frecvență joasă. Gama de radiații electromagnetice include multe forme diferite de energie provenind din diverse surse. Numele lor este folosit pentru a clasifica tipurile EMP.

Lungimea de undă scurtă a radiației electromagnetice, corespunzătoare unei frecvențe înalte, este o caracteristică a razelor gamma, a razelor X și a radiațiilor ultraviolete. Mai mult spectru include radiația cu microunde și undele radio. Radiația luminoasă aparține părții medii a spectrului EMR, oferă o vedere normală și este lumina pe care o percepem. Energia infraroșie este responsabilă de percepția umană a căldurii.

Majoritatea formelor de energie, cum ar fi razele X, ultravioletele și undele radio, sunt invizibile și imperceptibile pentru oameni. Detectarea lor necesită măsurarea radiației electromagnetice folosind dispozitive specialeși, ca urmare, oamenii nu pot evalua gradul de expunere la câmpurile energetice din aceste intervale.

În ciuda lipsei de percepție, acțiunea energiei de înaltă frecvență, inclusiv a razelor X, numite radiații ionizante, este potențial periculoasă pentru celulele umane. Prin modificarea compoziției atomice a structurilor celulare, ruperea legăturilor chimice și inducerea formării de radicali liberi, expunerea suficientă la radiațiile ionizante poate deteriora codul genetic din ADN sau poate provoca mutații, crescând astfel riscul de cancer sau moarte celulară.

EMR antropogenă

Influența radiațiilor electromagnetice asupra organismului, în special neionizantă, care se numește forme de energie cu frecvențe mai mici, a fost subestimată de mulți oameni de știință. Nu sa considerat că produce efecte adverse la niveluri normale de expunere. Cu toate acestea, recent, există un număr tot mai mare de dovezi care sugerează că unele frecvențe ale radiațiilor neionizante pot cauza potențial daune biologice. Cele mai multe dintre studiile asupra impactului lor asupra sănătății s-au ocupat de următoarele trei tipuri principale de EMR antropogenă:

• scara inferioară a radiațiilor electromagnetice de la liniile electrice, aparatele electrice și echipamentele electronice;
• emisii de microunde și radio de la dispozitivele de comunicații fără fir, cum ar fi telefoane mobile, turnuri de celule, antene și turnuri de televiziune și radio;
• poluarea electrică datorată funcționării anumitor tipuri de echipamente (de exemplu, televizoare cu plasmă, unele aparate de economisire a energiei, motoare cu turație variabilă etc.) care produc semnale a căror frecvență electromagnetică este în intervalul 3-150 kHz (propagat și re -radiate prin cablare).

Curenții de pământ, numiți uneori curenți vagabonzi, nu sunt limitați de fire. Curentul urmează calea cu cea mai mică rezistență și poate trece prin orice cale disponibilă, inclusiv pământ, fire și diverse obiecte. Respectiv, tensiune electrică transmisă și prin pământ și structuri de constructii prin conducte metalice de apă sau canalizare, în urma cărora radiațiile neionizante pătrund în cel mai apropiat mediu inconjurator.

EMR și sănătatea umană

În timp ce studiile care examinează proprietățile negative ale radiațiilor electromagnetice au dat uneori rezultate contradictorii, diagnosticul de disfuncție reproductivă și predispoziție la cancer pare să confirme suspiciunile că expunerea la CEM poate reprezenta o amenințare pentru sănătatea umană. Rezultatele slabe ale sarcinii, inclusiv avorturile spontane, nașterile morti, nașterile premature, modificările raportului dintre sexe și anomaliile congenitale, au fost toate legate de expunerea mamei la EMR.

Un studiu prospectiv amplu publicat în revista Epidemiology, de exemplu, raportează expunerea maximă la EMR la 1.063 de femei însărcinate din zona San Francisco. Participanții la experiment au purtat detectoare de câmp magnetic, iar oamenii de știință au descoperit o creștere semnificativă a mortalității fetale pe măsură ce nivelul maxim de expunere la EMF a crescut.

EMR și cancer

Au fost examinate afirmațiile conform cărora expunerea intensă la anumite frecvențe ale EMR poate fi cancerigenă. De exemplu, International Journal of Cancer a publicat recent un important studiu caz-control privind relația dintre leucemia infantilă și câmpurile magnetice din Japonia. Evaluând nivelul radiațiilor electromagnetice din dormitoare, oamenii de știință au confirmat acest lucru niveluri înalte expunerile duc la un risc semnificativ mai mare de a dezvolta leucemie în copilărie.

Impact fizic și psihologic

Persoanele cu hipersensibilitate electromagnetică suferă adesea de epuizare, care poate afecta orice parte a corpului, inclusiv sistemul nervos central, SIstemul musculoscheletal, tract gastrointestinalși sistemul endocrin. Aceste simptome duc adesea la stres psihologic constant și frică de a fi expus la EMR. Mulți pacienți devin incapacități doar gândindu-se că un semnal wireless invizibil în orice moment și în orice loc poate provoca senzații dureroase în corpul lor. Frica constantă și preocuparea față de problemele de sănătate afectează bunăstarea până la dezvoltarea unei fobie și a fricii de electricitate, care la unii oameni îi fac să își dorească să părăsească civilizația.

Telefoane mobile și telecomunicații

Telefoanele mobile transmit și primesc semnale folosind EMF, care este parțial absorbită de utilizatorii lor. Deoarece aceste surse de radiații electromagnetice sunt de obicei în imediata apropiere a capului, această caracteristică a condus la îngrijorări cu privire la posibilele efecte adverse ale utilizării lor asupra sănătății umane.

Una dintre problemele extrapolării rezultatelor aplicării lor în studiile experimentale la rozătoare este că frecvența de absorbție maximă a energiei RF depinde de mărimea corpului, de forma, orientarea și poziția acestuia.

Absorbția de rezonanță la șobolani este în intervalul de microunde și frecvențele de operare ale telefoanelor mobile utilizate în experimente (de la 0,5 la 3 GHz), dar la scara corpului uman apare la 100 MHz. Acest factor poate fi luat în considerare la calcularea ratei de doză absorbită, dar este o problemă pentru acele studii care utilizează doar intensitatea câmpului extern pentru a determina nivelul de expunere.

Adâncimea relativă de penetrare la animalele de laborator este mai mare în comparație cu dimensiunea capului uman, iar parametrii țesutului și mecanismul de redistribuire a căldurii diferă. O altă sursă potențială de inexactități în nivelurile de expunere este expunerea celulei la radiații RF.

Efectul radiațiilor de înaltă tensiune asupra oamenilor și a mediului

Liniile electrice cu tensiuni de peste 100 kV sunt cele mai puternice surse de radiație electromagnetică. Studiile impactului radiațiilor asupra personalului tehnic au început odată cu începerea construcției primelor linii de transport de 220 kV, când au existat cazuri de deteriorare a sănătății lucrătorilor. Punerea în funcțiune a liniilor electrice de 400 kV a dus la publicarea a numeroase lucrări în acest domeniu, care au devenit ulterior baza pentru adoptarea primelor reglementări de limitare a efectului unui câmp electric de 50 Hz.

Liniile electrice cu o tensiune mai mare de 500 kV au un impact asupra mediului sub forma:

• câmp electric cu o frecvență de 50 Hz;
• radiații;
• câmp magnetic de frecvență industrială.

EMF și sistemul nervos

Bariera hematoencefalică a mamiferelor este compusă din celule endoteliale asociate cu zone de barieră, precum și din pericitele adiacente și matricea extracelulară. Ajută la menținerea unui mediu extracelular extrem de stabil necesar pentru o transmitere sinaptică precisă și protejează țesutul neural de deteriorare. Creșterea permeabilității sale scăzute la moleculele hidrofile și încărcate poate fi dăunătoare sănătății.

Temperatura ambiantă care depășește limitele de termoreglare la mamifere crește permeabilitatea barierei hemato-encefalice pentru macromolecule. Absorbția neuronală a albuminei în diferite zone ale creierului depinde de temperatura acestuia și se manifestă atunci când aceasta crește cu 1 °C sau mai mult. Deoarece câmpurile de radiofrecvență suficient de puternice pot duce la încălzirea țesuturilor, este logic să presupunem că efectul radiațiilor electromagnetice asupra unei persoane are ca rezultat o permeabilitate crescută a barierei hemato-encefalice.

EMF și somn

Scala superioară a radiațiilor electromagnetice are un anumit efect asupra somnului. Acest subiect a devenit relevant din mai multe motive. Printre alte simptome, plângerile de tulburări de somn au fost menționate în rapoartele anecdotice ale persoanelor care cred că sunt afectate de EMR. Acest lucru a condus la speculații că câmpurile electromagnetice ar putea interfera cu modelele normale de somn, cu consecințe asupra sănătății. Riscul potențial de tulburare a somnului trebuie luat în considerare având în vedere că este un proces biologic foarte complex controlat de sistemul nervos central. Și deși mecanismele neurobiologice exacte nu au fost încă stabilite, alternanța regulată a stărilor de veghe și odihnă este cerință necesară pentru a asigura buna functionare a creierului, homeostaziei metabolice si a sistemului imunitar.

În plus, somnul pare să fie exact acel sistem fiziologic, al cărui studiu va face posibilă aflarea efectului radiațiilor electromagnetice de înaltă frecvență asupra unei persoane, deoarece în această stare biologică corpul este sensibil la stimulii externi. Există dovezi că EMF slabe, mult mai mici decât cele la care ar avea loc o creștere a temperaturii, pot provoca și efecte biologice.

În prezent, studiile privind efectele EMR de înaltă frecvență neionizante sunt clar concentrate pe riscul de cancer, din cauza preocupărilor legate de proprietățile cancerigene ale radiațiilor ionizante.

Manifestări negative

Astfel, impactul asupra unei persoane al radiațiilor electromagnetice, chiar neionizante, are loc, mai ales în cazul liniilor electrice de înaltă tensiune și al efectului corona. Radiațiile cu microunde afectează sistemele nervos, cardiovascular, imunitar și reproductiv, inclusiv provocând leziuni ale sistemului nervos, modificându-i răspunsul, electroencefalograma, bariera hematoencefalică, provocând o perturbare (veghe - somn) prin interferarea cu activitatea glandei pineale și creând dezechilibru hormonal, modificări ritm cardiacși tensiunea arterială, afectând imunitatea la agenții patogeni, provocând slăbiciune, malnutriție, probleme de creștere, leziuni ADN și cancer.

Se recomandă ridicarea clădirilor departe de sursele EMP, iar protecția împotriva radiațiilor electromagnetice a liniilor electrice de înaltă tensiune ar trebui să fie obligatorie. În orașe, cablurile trebuie așezate în subteran, precum și echipamentele care neutralizează efectul EMP.

Conform rezultatelor unei analize de corelare bazată pe date experimentale, s-a ajuns la concluzia că este posibil să se reducă semnificativ impactul radiației electromagnetice a liniilor electrice asupra unei persoane prin reducerea distanței de înclinare a firului, ceea ce va duce la o creștere a distanța dintre linia conductivă și punctul de măsurare. În plus, această distanță este influențată de terenul de sub linia de transmisie a energiei electrice.

Masuri de precautie

Electricitatea este o parte integrantă a vieții societate modernă. Aceasta înseamnă că EMP va fi mereu în preajma noastră. Și pentru ca EMF să ne facă viața mai ușoară, nu mai scurtă, ar trebui luate câteva măsuri de precauție:

• Copiii nu ar trebui să aibă voie să se joace în apropierea liniilor electrice, transformatoarelor, transmițătoarelor prin satelit sau surselor de microunde.
• Trebuie evitate locurile în care densitatea depășește 1 mG. Este necesar să se măsoare nivelul EMF al dispozitivelor în starea oprită și de funcționare.
• Este necesar să se efectueze o reamenajare la birou sau acasă în așa fel încât să nu fie expus domeniului aparatelor electrice și calculatoarelor.
• Nu stați prea aproape în fața computerului. Monitoarele variază foarte mult în ceea ce privește puterea EMP. Nu ar trebui să stai la lucru cuptor cu microunde.
• Mutați aparatele electrice la cel puțin 2 m de pat. Nu permiteți cablarea sub pat. Scoateți variatoarele și comutatoarele cu 3 poziții.
• Aveți grijă când utilizați dispozitive fără fir, cum ar fi periuțe de dinți electrice, aparate de ras.
• În plus, se recomandă să porți cât mai puține bijuterii și să le scoți noaptea.
• De asemenea, este necesar să ne amintim că EMP trece prin pereți și să țineți cont de sursele din camera alăturată sau din afara pereților camerei.

Sursele larg răspândite de EMF în zonele populate sunt în prezent centrele de transmisie radio (RTTC), care emit unde electromagnetice în domeniile HF și UHF în mediu. O analiză comparativă a zonelor de protecție sanitară și a zonelor de dezvoltare restricționată în zona de acoperire a unor astfel de instalații a arătat că cele mai înalte niveluri de expunere la oameni și mediu sunt observate în zona în care RTPTS „vechea clădire” este amplasată cu antenă. Înălțimea suportului de cel mult 180 m. Cea mai mare contribuție la intensitatea totală a poluării electromagnetice sunt aduse stații de bază de comunicații celulare, emițătoare funcționale de televiziune și radio, stații de releu radio, stații radar, dispozitive cu microunde. Să refuzi invențiile care fac viața mai ușoară, desigur, nu merită. Dar pentru ca progresul tehnic să nu devină un dușman al unui asistent, ar trebui să urmezi doar anumite reguli și să folosești inovațiile tehnice cu înțelepciune. - sisteme pentru producerea, transportul, distribuția și consumul de curent continuu și alternativ (0-3 kHz): centrale electrice, linii electrice (VL), posturi de transformare, tablouri de distribuție a energiei casei, cabluri de alimentare, cablaje electrice, redresoare și convertoare de curent ); - Electrocasnice; - transport electric (0-3 kHz): transport feroviar iar infrastructura sa, transportul urban – metroul, troleibuzele, tramvaiele etc. – este o sursă relativ puternică de câmp magnetic în intervalul de frecvență de la 0 la 1000 Hz. Valorile maxime ale densității de flux a inducției magnetice (B) în trenurile de navetă ajung la 75 μT cu o valoare medie de 20 μT; - emițătoare funcționale: stații de emisie de frecvențe joase (30 - 300 kHz), frecvențe medii (0,3 - 3 MHz), frecvențe înalte (3 - 30 MHz) și frecvențe de microunde (30 - 300 MHz); Transmițătoare de televiziune; stații de bază pentru sisteme de comunicații radio mobile (inclusiv celulare); stații terestre pentru comunicații spațiale; stații de radioreleu; stații radar etc.Într-o lungă listă de surse de poluare electromagnetică, putem în primul rând să le evidențiem pe cele cu care avem de a face cel mai des.

linii de înaltă tensiune

Firele unei linii de transmisie a puterii de lucru (TL) creează câmpuri electromagnetice de frecvență industrială în spațiul adiacent. Distanța pe care se propagă aceste câmpuri de la firele liniei ajunge la zeci de metri. Gama, distribuția și mărimea câmpului depind de clasa de tensiune a liniei de transport a energiei electrice (numărul care indică clasa de tensiune este în nume - de exemplu, o linie de transport de 220 kV), cu cât tensiunea este mai mare, cu atât zona este mai mare. de un nivel crescut al câmpului electromagnetic, în timp ce dimensiunile zonei nu se modifică în timpul funcționării liniilor electrice. Deoarece sarcina liniei de transmisie a energiei electrice se poate modifica de mai multe ori atât în ​​timpul zilei, cât și odată cu schimbarea anotimpurilor anului, se modifică și dimensiunea zonei unui nivel crescut al câmpului magnetic. Limitele zonelor de protecție sanitară pentru liniile electrice pe liniile existente sunt determinate de criteriul intensității câmpului electric - 1 kV/m. Amplasarea liniilor aeriene de ultraînaltă tensiune (750 și 1150 kV) este supusă Cerințe suplimentareîn funcţie de condiţiile influenţei câmpului electric asupra populaţiei. Deci, cea mai apropiată distanță de la axa liniilor electrice aeriene proiectate 750 și 1150 kV până la granițe aşezări ar trebui să fie, de regulă, nu mai puțin de 250, respectiv 300 m.

Aparate electrocasnice

Cele mai puternice ar trebui să fie recunoscute ca cuptoare cu microunde, grătare cu aer, frigidere cu sistem „frost-free”, plite electrice, televizoare, computere. EMF generat efectiv, în funcție de modelul specific și modul de funcționare, poate varia foarte mult între echipamentele de același tip. Valorile câmpului electromagnetic sunt strâns legate de puterea dispozitivului. Mai mult, gradul de poluare crește în progresie geometrică cu o creștere a puterii.

Transmițătoare de funcție

Sistemele radar funcționează la frecvențe de la 500 MHz la 15 GHz, totuși sistemele individuale pot funcționa la frecvențe de până la 100 GHz. Semnalul EM pe care îl creează este fundamental diferit de radiația altor surse. Acest lucru se datorează faptului că mișcarea periodică a antenei în spațiu duce la discontinuitate spațială în iradiere. Discontinuitatea temporală a iradierii se datorează funcționării ciclice a radarului pentru radiații. Timpul de funcționare în diferite moduri de funcționare a echipamentelor radio poate fi calculat de la câteva ore la o zi. Așadar, pentru radarele meteorologice cu un interval de timp de 30 de minute - radiație, 30 de minute - pauză, timpul total de funcționare nu depășește 12 ore, în timp ce stațiile radar din aeroport în majoritatea cazurilor funcționează non-stop. Lățimea modelului de radiație în plan orizontal este de obicei de câteva grade, iar durata iradierii în timpul perioadei de studiu este de zeci de milisecunde. Radarele meteorologice pot crea PES ~ 100 W/m 2 la o distanță de 1 km pentru fiecare ciclu de iradiere. Stațiile radar din aeroport creează PES ~ 0,5 W/m 2 la o distanță de 60 m. Echipamentul radar marin este instalat pe toate navele, de obicei are o putere de transmisie cu un ordin de mărime mai mică decât cea a radarelor aerodromului, prin urmare, în scanarea normală modul, PES-ul generat la o distanță de câțiva metri, nu depășește 10 W/m 2 . O creștere a puterii radarelor în diverse scopuri și utilizarea antenelor universale extrem de direcționale duce la o creștere semnificativă a intensității EMP în domeniul microundelor și creează zone mari cu o densitate mare a fluxului de energie pe sol. Cele mai nefavorabile condiții se remarcă în zonele rezidențiale ale orașelor în care se află aeroporturile.

celular

Elementele principale ale sistemului de comunicații celulare sunt stațiile de bază (BS) și radiotelefoanele mobile (MRT). Stațiile de bază mențin comunicația radio cu radiotelefoanele mobile, drept urmare BS și RMN sunt surse de radiații electromagnetice. O caracteristică importantă a sistemului de comunicații radio celulare este o utilizare foarte eficientă a spectrului de frecvențe radio alocat funcționării sistemului (utilizarea repetată a acelorași frecvențe, utilizarea unor metode de acces diferite), ceea ce face posibilă asigurarea comunicațiilor telefonice unui numarul de abonati. Sistemul folosește principiul împărțirii unui anumit teritoriu în zone, sau „celule”, cu o rază de obicei de 0,5-10 kilometri. Stațiile de bază comunică cu radiotelefoanele mobile situate în zona lor de acoperire și funcționează în modul de primire și transmitere a unui semnal. În funcție de standard, BS emit energie electromagnetică în intervalul de frecvență de la 463 la 1880 MHz. BS sunt un tip de obiecte de inginerie radio transmisoare, a căror putere de radiație (sarcină) nu este constantă 24 de ore pe zi. Sarcina este determinată de prezența proprietarilor de telefoane mobile în zona de serviciu a unei anumite stații de bază și de dorința lor de a folosi telefonul pentru o conversație, care, la rândul său, depinde în mod fundamental de ora din zi, locația BS. , ziua săptămânii etc. Noaptea, sarcina BS este aproape zero. Un radiotelefon mobil (MRT) este un mic emițător-receptor. În funcție de standardul telefonului, transmisia se realizează în intervalul de frecvență 453 - 1785 MHz. Puterea de radiație RMN este o valoare variabilă care depinde în mare măsură de starea canalului de comunicație „radiotelefon mobil - stație de bază”, adică cu cât nivelul semnalului BS la locul de recepție este mai mare, cu atât puterea radiației RMN este mai mică. Puterea maximă este în intervalul 0,125-1 W, dar într-o situație reală nu depășește de obicei 0,05-0,2 W.

Întrebarea efectului radiației RMN asupra corpului utilizatorului este încă deschisă. Numeroase studii efectuate de oameni de știință tari diferite, inclusiv Rusia, asupra obiectelor biologice (inclusiv voluntari), a condus la rezultate ambigue, uneori contradictorii. Doar faptul că corpul uman „răspunde” la prezența radiațiilor telefonului mobil rămâne de netăgăduit.

Conexiune prin satelit

Sistemele de comunicații prin satelit constau dintr-o stație transceiver pe Pământ și un satelit pe orbită. Modelul de radiație al antenei stațiilor de comunicații prin satelit are un fascicul principal pronunțat îngust direcționat - lobul principal. Densitatea fluxului de putere (PFE) în lobul principal al diagramei de radiație poate ajunge la câteva sute de W/m 2 în apropierea antenei, creând, de asemenea, niveluri semnificative de câmp la distanță mare. De exemplu, o stație cu o putere de 225 kW, care funcționează la o frecvență de 2,38 GHz, creează un PES de 2,8 W/m 2 la o distanță de 100 km. Cu toate acestea, împrăștierea energiei din fasciculul principal este foarte mică și are loc cel mai mult în zona în care este amplasată antena.

Posturi TV și radio

Emițătoarele de televiziune sunt amplasate, de regulă, în orașe. Antenele de transmisie sunt amplasate de obicei la o înălțime de peste 110 m. Din punctul de vedere al evaluării impactului asupra sănătății, interesează nivelurile de câmp la o distanță de la câteva zeci de metri până la câțiva kilometri. Intensitățile tipice ale câmpului electric pot ajunge la 15 V/m la o distanță de 1 km de la un transmițător de 1 MW. În Rusia, în prezent, problema evaluării nivelului EMF al emițătorilor de televiziune este deosebit de relevantă din cauza creșterii puternice a numărului de canale de televiziune și posturi de transmisie. Centrele radio de transmisie (RTC) sunt situate în zone special desemnate pentru acestea și pot ocupa teritorii destul de mari (până la 1000 ha). În structura lor, ele includ unul sau mai multe clădiri tehnice, unde sunt amplasate transmițătoarele radio și câmpurile de antene, pe care sunt amplasate până la câteva zeci de sisteme de alimentare cu antenă (AFS). APS include o antenă utilizată pentru măsurarea undelor radio și o linie de alimentare care îi furnizează energie de înaltă frecvență generată de transmițător. Zona de posibil efect negativ al CEM creată de RPC poate fi împărțită condiționat în două părți. Prima parte a zonei este chiar teritoriul RRC, unde sunt situate toate serviciile care asigură funcționarea emițătoarelor radio și AFS. Acest teritoriu este protejat și doar persoanele asociate profesional cu întreținerea emițătoarelor, comutatoarelor și AFS au voie să intre în el. A doua parte a zonei sunt teritoriile adiacente MRC, la care accesul nu este limitat și unde pot fi amplasate diverse clădiri rezidențiale, în acest caz existând amenințarea de expunere a populației situate în această parte a zonei. Locația RPC poate fi diferită, de exemplu, la Moscova și Sankt Petersburg, plasarea în imediata apropiere sau printre clădirile rezidențiale este tipică. Sursele larg răspândite de EMF în zonele populate sunt în prezent centrele de transmisie radio (RTTC), care emit unde electromagnetice în domeniile HF și UHF în mediu.

Fiecare apartament este plin de pericole. Nici măcar nu bănuim că trăim într-un mediu cu câmpuri electromagnetice (EMF), pe care o persoană nu le poate vedea sau simți, dar asta nu înseamnă că acestea nu există.

De la începutul vieții pe planeta noastră, a existat un fundal electromagnetic stabil (EMF). Multă vreme a rămas practic neschimbat. Dar, odată cu dezvoltarea omenirii, intensitatea acestui fundal a început să crească cu o viteză incredibilă. Linii electrice, un număr tot mai mare de aparate electrice, comunicații celulare - toate aceste inovații au devenit surse de „poluare electromagnetică”. Cum afectează câmpul electromagnetic corpul uman și care sunt consecințele acestui impact?

Ce este radiația electromagnetică?

Pe lângă EMF naturală, creată de undele electromagnetice (EMW) de diferite frecvențe care vin la noi din spațiu, există o altă radiație - domestică, care apare în timpul funcționării unui echipament electric pestriț care este disponibil în fiecare apartament sau birou. Fiecare aparat de uz casnic, ia cel puțin un uscător de păr obișnuit, trece un curent electric prin sine în timpul funcționării, formând un câmp electromagnetic în jurul lui. Radiația electromagnetică (EMR) este forța care se manifestă atunci când un curent trece prin orice dispozitiv electric, afectând tot ce se află în jurul lui, inclusiv o persoană, care este și o sursă de radiații electromagnetice. Cu cât curentul care trece prin dispozitiv este mai mare, cu atât radiația este mai puternică.

Cel mai adesea, o persoană nu experimentează un efect vizibil al EMR, dar asta nu înseamnă că nu ne afectează. EMW trec prin obiecte imperceptibil, dar uneori, cei mai sensibili oameni simt un fel de furnicături sau furnicături.

Cu toții reacționăm diferit la EMR. Organismul unora își poate neutraliza impactul, dar există indivizi care sunt cei mai susceptibili la această influență, ceea ce poate provoca diverse patologii în ei. Expunerea pe termen lung la radiațiile electromagnetice este deosebit de periculoasă pentru oameni. De exemplu, dacă casa lui este situată lângă o linie de transport de înaltă tensiune.

În funcție de lungimea de undă, EMP poate fi împărțit în:

• lumina vizibilă este radiația pe care o persoană este capabilă să o perceapă vizual. Lungimea de undă a luminii variază de la 380 la 780 nm (nanometri), adică lungimile de undă ale luminii vizibile sunt foarte scurte;
• radiația infraroșie se află în spectrul electromagnetic între radiația luminoasă și undele radio. Lungimea undelor infraroșii este mai mare decât lumina și este în intervalul 780 nm - 1 mm;
• unde radio. Sunt și cuptoare cu microunde care emit un cuptor cu microunde. Acestea sunt cele mai lungi valuri. Acestea includ toate radiațiile electromagnetice cu lungimi de undă de o jumătate de milimetru sau mai mult;
• radiațiile ultraviolete, care sunt dăunătoare pentru majoritatea ființelor vii. Lungimea unor astfel de unde este de 10-400 nm și sunt situate în intervalul dintre radiația vizibilă și cea de raze X;
• Radiația de raze X este emisă de electroni și are o gamă largă de lungimi de undă - de la 8 10 - 6 la 10 - 12 cm. Această radiație este cunoscută de toată lumea din dispozitivele medicale;
• radiația gamma este cea mai scurtă lungime de undă (lungimea de undă este mai mică de 2 10 −10 m) și are cea mai mare energie de radiație. Acest tip de EMR este cel mai periculos pentru oameni.

Imaginea de mai jos arată întregul spectru de radiații electromagnetice.

Surse de radiații

Există multe surse EMP în jurul nostru care emit unde electromagnetice în spațiu care nu sunt sigure pentru corpul uman. Este imposibil să le enumerăm pe toate.

Aș dori să mă concentrez pe cele mai globale, cum ar fi:

• linii electrice de înaltă tensiune cu înaltă tensiune și un nivel puternic de radiație. Și dacă clădirile rezidențiale sunt situate la mai puțin de 1000 de metri de aceste linii, atunci riscul de oncologie în rândul locuitorilor unor astfel de clădiri crește;
• transport electric - trenuri electrice și trenuri de metrou, tramvaie și troleibuze, precum și ascensoare obișnuite;
• turnuri de radio și televiziune, ale căror radiații sunt, de asemenea, deosebit de periculoase pentru sănătatea umană, în special cele instalate cu încălcarea standardelor sanitare;
• emițătoare funcționale - radare, localizatoare care creează EMP la o distanță de până la 1000 de metri, prin urmare, aeroporturile și stațiile meteorologice încearcă să se plaseze cât mai departe de sectorul rezidențial.

Și pe cele simple:

• aparate electrocasnice, cum ar fi cuptorul cu microunde, computerul, televizorul, uscătorul de păr, încărcătoarele, lămpile de economisire a energiei etc., care sunt disponibile în fiecare casă și fac parte integrantă din viața noastră;
• telefoane mobile, în jurul cărora se formează un câmp electromagnetic care afectează capul uman;
• cablaje și prize electrice;
• dispozitive medicale – radiografie, tomografie computerizată etc., pe care le întâlnim când vizităm instituțiile medicale care au cele mai puternice radiații.

Unele dintre aceste surse au un efect puternic asupra unei persoane, altele - nu atât. Oricum, amândoi am folosit și vom continua să folosim aceste dispozitive. Este important să fii extrem de atent când le folosești și să te poți proteja de impact negativ pentru a minimiza daunele pe care le provoacă.

Exemple de surse de radiații electromagnetice sunt prezentate în figură.

Impactul EMR asupra oamenilor

Se crede că radiațiile electromagnetice au un impact negativ atât asupra sănătății umane, cât și asupra comportamentului, asupra vitalității, asupra funcțiilor fiziologice și chiar asupra gândurilor. Persoana în sine este, de asemenea, o sursă de astfel de radiații și, dacă alte surse, mai intense, încep să influențeze câmpul nostru electromagnetic, atunci în corpul uman poate apărea haos complet, ceea ce va duce la diferite boli.

Oamenii de știință au stabilit că nu undele în sine sunt dăunătoare, ci componenta lor de torsiune (informații), care este prezentă în orice radiație electromagnetică, adică câmpurile de torsiune au un efect greșit asupra sănătății, transmitând informații negative unui persoană.

Pericolul radiațiilor constă în faptul că se pot acumula în corpul uman, iar dacă folosiți, de exemplu, un computer, un telefon mobil etc. pentru o lungă perioadă de timp, puteți experimenta dureri de cap, oboseală, stres constant, scăderea imunității. , și probabilitatea bolilor sistemului nervos și ale creierului. Chiar și câmpurile slabe, în special cele care coincid în frecvență cu EMP umană, pot dăuna sănătății prin distorsionarea propriei radiații și, prin urmare, provocând diverse boli.

Un impact uriaș asupra sănătății umane este jucat de astfel de factori ai radiațiilor electromagnetice precum:

• puterea sursei și natura radiației;
• intensitatea acestuia;
• durata expunerii.

De asemenea, este de remarcat faptul că expunerea la radiații poate fi generală sau locală. Adică, dacă luați un telefon mobil, acesta afectează doar un organ uman separat - creierul, iar întregul corp este iradiat de radar.

Ce fel de radiație provine de la anumite aparate electrocasnice și gama lor, pot fi văzute din figură.

Privind acest tabel, puteți înțelege singuri că, cu cât sursa de radiații este mai departe de o persoană, cu atât efectul său dăunător asupra organismului este mai mic. Dacă uscătorul de păr se află în imediata apropiere a capului, iar impactul său provoacă un prejudiciu semnificativ unei persoane, atunci frigiderul nu are practic niciun efect asupra sănătății noastre.

Cum să te protejezi de radiațiile electromagnetice

Pericolul EMR constă în faptul că o persoană nu-și simte în niciun fel influența, dar există și dăunează foarte mult sănătății noastre. Dacă la locul de muncă există echipament special de protecție, atunci lucrurile stau mult mai rău acasă.

Dar este totuși posibil să te protejezi pe tine și pe cei dragi de efectele nocive ale aparatelor de uz casnic dacă urmezi recomandări simple:

• achiziționați un dozimetru care determină intensitatea radiațiilor și măsoară fondul de la diverse aparate electrocasnice;
• nu porniți mai multe aparate electrice simultan;
• ține-te departe de ei, dacă este posibil, la distanță;
• aranjați dispozitivele astfel încât să fie cât mai departe posibil de locurile de ședere umană pe termen lung, de exemplu, masă sau zone de recreere;
• în camerele copiilor ar trebui să existe cât mai puține surse de radiații;
• nu este nevoie să grupați aparatele electrice într-un singur loc;
• telefonul mobil nu trebuie adus mai aproape de ureche de 2,5 cm;
• ține baza telefonului departe de dormitor sau de birou:
• să nu fie amplasat aproape de televizor sau de monitorul computerului;
• opriți aparatele de care nu aveți nevoie. Dacă nu utilizați în prezent un computer sau un televizor, nu trebuie să le mențineți pornite;
• încercați să reduceți timpul de utilizare a dispozitivului, nu vă apropiați constant de el.

Tehnologia modernă a intrat ferm în viața noastră de zi cu zi. Nu ne putem imagina viața fără telefon mobil sau un computer, precum și un cuptor cu microunde, pe care mulți oameni îl au nu doar acasă, ci și la locul de muncă. Este puțin probabil ca cineva să dorească să le refuze, dar stă în puterea noastră să le folosim cu înțelepciune.