Реферат: Подвійне променезаломлення електромагнітних хвиль –

Реферати => Фізика і енергетика => Застосування електромагнітних хвиль в побуті

Інформація про роботу

24

Зміст

Введення 2

1. Електромагнітне поле. Види електромагнітних хвиль 4

1.1 Радіохвилі 5

1.2 Мікрохвилі 6

1.3 Інфрачервоні промені 6

1.4 Видиме світло 7

1.5 Ультрафіолетові промені 8

1.6 Рентгенівські промені 9

1.7 Гамма-промені 9

2. Застосування електромагнітних хвиль в побуті 11

3. Вплив електромагнітних хвиль на організм людини 16

4. Захист від електромагнітних випромінювань 20

Висновок 22

Список літератури 23

Додатку 24

ВведенієПодобно світловим хвилям, радіохвилі можуть практично без втрат розповсюджуватися на великі відстані в земній атмосфері, і це робить їх найкориснішими носіями закодованої інформації. Після появи рівнянь Максвелла стало ясно, що вони передбачають існування невідомого науці природного явища – поперечнихелектромагнитних хвиль, що являють собою ті, що розповсюджуються в просторі з швидкістю світла коливання взаємопов’язаних електричного і магнітного поля. Сам Джеймс Кларк Максвелл першим і указав науковому співтовариству на це слідство з виведеної ним системи рівнянь. У цьому заломленні швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі виявилася так важливою і фундаментальною вселенською константою, що її визначили окремої буквойсв відмінність від всіх інших швидкостей, які прийнято означати буквойv. Зробивши це відкриття, Максвелл відразу ж визначив, що видиме світло є «усього лише» різновидом електромагнітних хвиль. До того часу були відомі довжини світлових хвиль видимої частини спектра – від 400 нм (фіолетові промені) до 800 нм (червоні промені), (нанометр – одиниця довжини, рівна однієї мільярдної метра, яка в основному використовується в атомній фізиці і фізиці променів; 1 нм = 10-9 м.). Всім кольорам райдуги відповідають різні довжини хвиль, лежачі в цих вельми вузьких межах. Однак в рівняннях Максвелла не містилося ніяких обмежень на можливий діапазон довжин електромагнітних хвиль. Коли стало ясно, що повинні існувати електромагнітні хвилі самої різної довжини, фактично відразу ж було висунене порівняння з приводу того, що людське око розрізнює так вузьку смугу їх довжин і частот: людину уподібнили слухачу симфонічного концерту, слух якого здатний вловлювати тільки скрипкову партію, не розрізнюючи всіх інших звуків. Невдовзі після прогнозу Максвеллом існування електромагнітних хвиль інших діапазонів спектра пішла серія відкриттів, що підтвердили його правоту. Пройшло вже більше за вік з моменту, коли в 1886 р. німецький вчений Г. Герц (1857-1894) відкрив радіохвилі і побудував перші в світі передавач і приймач електромагнітних хвиль. Вони були вельми примітивні, однак послужили дуже важливу роль для науки. Вже на початку 1894 року – усього через п’ять з невеликим років після відкриття радіохвиль – італійський інженер-фізик Гульельмо Марконі (1874-1937) сконструював перший працюючий бездротовий телеграф – прообраз сучасного радіо, – за що в 1909 році був удостоєний Нобелівській премії. У XX віці електромагнітні хвилі почали міцно входити в побут людей. Ще до війни в квартирах городян з’явилися радіоли, потім – телевізори, в 60-е роки що розповсюдилися надзвичайно широко. У 90-х роках в наш побут стали проникати радіотелефони, мікрохвильове печення, пульти дистанційного керування телевізорами, відеомагнітофонами і т. д. Всі ці прилади випромінюють або приймають електромагнітні волни.1. Електромагнітне поле. Види електромагнітних волнЕлектромагнитние поля – це особлива форма існування матерії, що характеризується сукупністю електричних і магнітних властивостей. Основними параметрами, що характеризують електромагнітне поле, є: частота, довжина хвилі і швидкість поширення. Електромагнітні поля оточують нас всюди, але ми не можемо їх відчути і взагалі помітити, – тому ми не бачимо випромінювань міліцейського радара, не бачимо променів, що поступають від телевізійної вежі або лінії електропередачі. Є цілий ряд типів електромагнітного випромінювання, починаючи з радіохвиль і закінчуючи гаммою-променями. Електромагнітні промені всіх типів розповсюджуються у вакуумі з швидкістю світла і відрізняються один від одного тільки довжинами хвиль. Сьогодні відкриті електромагнітні хвилі всіх без виключення діапазонів, і практично всі вони знаходять широке і корисне застосування в науці і техніці. Частоти хвиль і енергії відповідних ним квантів електромагнітного випромінювання зростають із зменшенням довжини хвилі. Шкала електромагнітних хвиль

24Совокупность всіх електромагнітних хвиль утворить так званий сплошнойспектр електромагнітного випромінювання. Він поділяється на следующиедиапазони (в порядку збільшення частоти і зменшення довжини хвиль) (див. малюнок 1):1.1 Радіохвилі

Як вже відмічалося, радіохвилі можуть значно розрізнюватися по довжині – від декількох сантиметрів до сотень і навіть тисяч кілометрів, що порівнянно з радіусом Земної кулі (біля 6400 км). Хвилі всіх радиодиапазонов широко використовуються в техніці – дециметровие і ультракороткі метрові хвилі застосовуються для телемовлення і радіомовлення в діапазоні ультракоротких хвиль з частотною модуляцією (УКВ/FM), забезпечуючи високу якість прийому сигналу в межах зони прямого поширення хвиль. Радіохвилі метрового і кілометрового діапазону застосовуються для радіомовлення і радіозв’язку на великих відстанях з використанням амплитудной модуляції (АМ), який, хоч і в збиток якості сигналу, забезпечує його передачу на як бажано великі відстані в межах Землі завдяки відображенню хвиль від іоносфери планети. Проте, сьогодні цей вигляд зв’язку відходить в минуле завдяки розвитку супутникового зв’язку. Хвилі дециметрового діапазону не можуть огинати земний горизонт подібно метровим хвилям, що обмежує зону прийому областю прямого поширення, яка, в залежності від висоти антени і потужності передавача, складає від декількох до декількох десятків кілометрів. І тут на допомогу приходять супутникові ретранслятори, що беруть на себе ту роль відбивачів радіохвиль, яку відносно метрових хвиль грає ионосфера.1.2Микроволни

Мікроволни і радіохвилі діапазону надвисоких частот (СВЧ) мають довжину від 300 мм до 1 мм. Сантиметровие хвилі, подібно дециметровим і метровим радіохвилям, практично не поглинаються атмосферою і тому широко використовуються в супутниковому і стільниковому зв’язку і інших телекомунікаційних системах. Розмір типової супутникової тарілки якраз рівний декільком довжинам таких хвиль.

Більш короткі СВЧ-хвилі також знаходять безліч застосувань в промисловості і в побуті. Досить згадати про мікрохвильові печі, якими сьогодні оснащені і промислові хлебопекарни, і домашні кухні. Дія мікрохвильового печення заснована на швидкому обертанні електронів в пристрої, який називається клістрон. У результаті електрони випромінюють електромагнітні СВЧ-хвилі певної частоти, при якій вони легко поглинаються молекулами води. Коли ви вміщуєте їжу в мікрохвильову піч, молекули води, що містяться в їжі, поглинають енергію микроволн, рухаються швидше і таким чином розігрівають їжу. Інакшими словами, на відміну від звичайної духовки або печі, де їжа розігрівається зовні, мікрохвильова піч розігріває її изнутри.1.3Инфракрасние промені

Ця частина електромагнітного спектра включає випромінювання з довжиною хвилі від 1 міліметра до восьми тисяч атомних діаметрів (біля 800 нм). Промені цієї частини спектра чоловік відчуває безпосередньо шкірою – як тепло. Якщо ви протягаєте руку в напрямі вогню або розжареного предмета і відчуваєте жар, вихідний від нього, ви сприймаєте як жар саме інфрачервоне випромінювання. У деяких тварин (наприклад, у норних гадюк) є навіть органи чуття, що дозволяють їм визначати місцезнаходження теплокровної жертви по інфрачервоному випромінюванню її тіла.

Оскільки більшість об’єктів на поверхні Землі випромінює енергію в інфрачервоному діапазоні хвиль, детектори інфрачервоного випромінювання грають важливу роль в сучасних технологіях виявлення. Інфрачервоні окуляри приладів нічного бачення дозволяють людям «бачити в темряві», і з їх допомогою можна виявити не тільки людей, але і техніку, і споруди, що нагрілися за день і що віддають вночі своє тепло в довкілля у вигляді інфрачервоних променів. Детектори інфрачервоних променів широко використовуються рятувальними службами, наприклад, для виявлення живих людей під завалами після землетрусів або інакших стихійних лих і техногенних катастроф.1.4Видимий світло

Як вже говорилося, довжини електромагнітних хвиль видимого світлового діапазону коливаються в межах від восьми до чотирьох тисяч атомних діаметрів (800-400 нм). Людське око являє собою ідеальний інструмент для реєстрації і аналізу електромагнітних хвиль цього діапазону. Це зумовлене двома причинами. По-перше, як відмічалося, хвилі видимої частини спектра практично безперешкодно розповсюджуються в прозорій для них атмосфері. По-друге, температура поверхні Сонця (біля 5000°З) така, що пік енергії сонячних променів доводиться саме на видиму частину спектра. Таким чином, наше головне джерело енергії випромінює безліч енергії саме у видимому світловому діапазоні, а навколишнє нас середовище в значній мірі прозоре для цього випромінювання. Недивно тому, що людське око в процесі еволюції сформувалося таким чином, щоб вловлювати і розпізнавати саме цю частину спектра електромагнітних хвиль.

Нічого особливого з фізичної точки зору в діапазоні видимих електромагнітних променів немає. Він являє собою усього лише вузьку смужку в широкому спектрі хвиль, що випромінюються. Для нас він так важливий лише остільки, оскільки людський мозок оснащений інструментом для виявлення і аналізу електромагнітних хвиль саме цієї частини спектра.1.5Ультрафиолетовие промені

До ультрафіолетових променів відносять електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від декількох тисяч до декількох атомних діаметрів (400-10 нм). У цій частині спектра випромінювання починає впливати на життєдіяльність живих організмів. М’які ультрафіолетові промені в сонячному спектрі (з довжинами хвиль, що наближаються до видимої частини спектра), наприклад, викликають в помірних дозах загар, а в надлишкових – важкі опіки. Жорсткий (короткохвильової) ультрафиолет згубний для біологічних кліток і тому використовується в медицині для стерилізації хірургічних інструментів і медичного обладнання, вбиваючи всі мікроорганізми на їх поверхні.

Все живе на Землі захищене від згубного впливу жорсткого ультрафіолетового випромінювання озоновим шаром земної атмосфери, поглинаючим велику частину жорстких ультрафіолетових променів в спектрі сонячної радіації. Якби не цей природний щит, життя на Землі навряд чи б вийшло на сушу з вод Світового океану. Однак, незважаючи на захисний озоновий шар, якась частина жорстких ультрафіолетових променів досягає поверхні Землі і здатна викликати рака шкіри, особливо у людей, від народження схильних до блідості і що погано загоряють на солнце.1.6Рентгеновские промені

Випромінювання в діапазоні довжин хвиль від декількох атомних діаметрів до декількох стільники діаметрів атомного ядра називається рентгенівським. Рентгенівські промені проникають крізь м’які тканини організму і тому незамінні в медичній діагностиці. Як і у випадку з радіохвилями тимчасової розрив між їх відкриттям в 1895 році і початком практичного застосування, отриманням, що ознаменувалося в одній з парижских лікарень першого рентгенівського знімка, склав прочитані годи.1.7Гамма-промені

Самі короткі по довжині хвилі і самі високі по частоті і енергії промені в електромагнітному спектрі – це? -промені (гамма-промені). Вони складаються з фотонів надвисоких енергій і використовуються сьогодні в онкології для лікування ракових пухлин (а точніше, для убивання ракових кліток). Однак їх вплив на живі клітки так згубний, що при цьому доводиться дотримувати крайню обережність, щоб не заподіяти шкоди навколишнім здоровим тканинам і органам.

Всі описані типи електромагнітного випромінювання виявляють себе зовні по-різному, по своїй суті вони є близнюками. Всі електромагнітні хвилі в будь-якій частині спектра являють собою ті, що розповсюджуються у вакуумі або середі поперечні коливання електричного і магнітного полів, всі вони розповсюджуються у вакуумі з швидкістю світла з і відрізняються один від одного лише довжиною хвилі і, як наслідок, енергією, яку вони переносять. Зокрема, мікрохвильові випромінювання з великими довжинами хвиль нерідко відносяться до надвисокочастотного діапазону радіохвиль. Відсутні чіткі межі і між жорстким ультрафіолетовим і м’яким рентгенівським, а також між жорстким рентгенівським і м’яким гамма-випромінюванням.

2. Застосування електромагнітних хвиль в побуті

Без електрики людство вже давно не мислить свого існування. За допомогою нього працюють всі побутові прилади, вся наша промисловість, медичні прилади. Безумовно, електромагнітні хвилі потрібні і корисні, але в той же час вони надають і шкідливий вплив на людину.

Джерелами низькочастотних випромінювань (0 – 3 кГц) є всі системи виробництва, передачі і розподілу електроенергії (лінії електропередачі, трансформаторні підстанції, електростанції, різні кабельні системи), домашньої і офісної електро- і електронну техніку, в тому числі і монітори ПК, транспорт на електроприводі, ж/д транспорт і його інфраструктуру, а також метро, тролейбусний і трамвайний транспорт.

Електромагнітне поле на 18-32% території міст формується внаслідок автомобільного руху. Електромагнітні хвилі, виникаючі при русі транспорту, створюють перешкоди тілі- і радіоприйому, а також можуть надавати шкідливий вплив на організм людини. Транспорт на електроприводі є могутнім джерелом магнітного поля в діапазоні від 0 до 1000 Гц. Залізничний транспорт використовує змінний струм. Міський транспорт – постійний. Максимальні значення індукції магнітного поля в приміському електротранспорті досягають 75 мкТл, середні значення – біля 20 мкТл. Середні значення на транспорті з приводом від постійного струму зафіксовані на рівні 29 мкТл. У трамваїв, де зворотний провід – рейки, магнітні поля компенсують один одну на набагато більшій відстані, ніж у проводів тролейбуса, а всередині тролейбуса коливання магнітного поля невелики навіть при розгоні. Але самі великі коливання магнітного поля – в метро. При відправленні складу величина магнітного поля на платформі становить 50-100 мкТл і більше, перевищуючи геомагнітне поле. Навіть коли поїзд давно зник в тунелі, магнітне поле не повертається до колишнього значення. Лише після того, як склад мине наступну точку підключення до контактної рейки, магнітне поле повернеться до старого значення. Правда, іноді не устигає: до платформи вже наближається наступний поїзд і при його гальмуванні магнітне поле знов міняється. У самому вагоні магнітне поле ще сильніше – 150-200 мкТл, тобто в десять разів більше, ніж в звичайній електричці.

Джерела високочастотних випромінювань (від 3 кГц до 300 ГГц) включають в себе функціональні передавачі – джерела електромагнітного поля з метою передачі або отримання інформації. Це комерційні передавачі (радіо, телебачення), радіотелефони (авто-, радіотелефони, радіо СВ, любительські радіопередавачі, виробничі радіотелефони), направлений радіозв’язок (супутниковий радіозв’язок, наземні релейні станції), навігація (повітряне повідомлення, судноплавство, радиоточка), локатори (повітряне повідомлення, судноплавство, транспортні локатори, контроль за повітряним транспортом). Сюди ж відноситься різне технологічне обладнання, що використовує СВЧ-випромінювання, змінні (50 Гц – 1 МГц) і імпульсні поля, побутове обладнання (СВЧ-печі), кошти візуального відображення інформації на електронно-променевих трубках (монітори ПК, телевізори і пр.). Для наукових досліджень в медицині застосовують струми ультрависокої частоти. Виникаючі при використанні таких струмів електромагнітні поля представляють певну професійну шкідливість, тому необхідно вживати заходів захисту від їх впливу на організм.

Джерелом електромагнітного поля в житлових помещенияхявляется різноманітна електротехніка (див. малюнок 2) – холодильники, праски, пилососи, електропечи, телевізори, комп’ютери і інш., а також електропроводка квартири. На електромагнітну обстановку квартири впливають електротехнічне обладнання будівлі, трансформатори, кабельні лінії. Електричне поле в житлових будинках знаходиться в межах 1-10 В/м. Однак можуть зустрітися точки підвищеного рівня, наприклад, незаземлений монітор комп’ютера.

Виміри напруженості магнітних полів від побутових електроприладів показали, що їх короткочасний вплив може виявитися навіть більш сильним, ніж довготривале перебування людини поруч з лінією електропередачі. Якщо вітчизняні норми допустимих значень напруженості магнітного поля для населення від впливу лінії електропередачі становлять 1000 мГс, то побутові електроприлади істотно перевершують цю величину.

Індукція магнітного поля від електроплит типу “Електра” на відстані 20-30 см від передньої панелі – там, де стоїть господиня, – становить 1-3 мкТл. У конфорок, воно, природно, більше. А на відстані 50 см вже невідмітно від загального поля в кухні, яке складає біля 0,1-0,15 мкТл.

Невелики і магнітні поля від холодильників і морозильников, у звичайного побутового холодильника поле вище за гранично допустимий рівень (0,2 мкТл) виникає в радіусі 10 см від компресора і тільки під час його роботи. Однак у холодильників, оснащених системою “no frost” (заморозку без інею), перевищення гранично допустимого рівня можна зафіксувати на відстані метра від дверець.

СВЧ-печі, внаслідок принципу своєї роботи, служать наймогутнішим джерелом випромінювання. Але по тій же причині їх конструкція забезпечує відповідну екранировку, так і їжа розігрівається або готується в них швидко. Але все ж спиратися ліктем на включену “микроволновку” не стоїть. На відстані 30 см піч створює помітне змінне (50 Гц) магнітне поле (0,3-8 мкТл). Несподівано малими виявилися поля від могутніх електричних чайників. Так, на відстані 20 см від чайника “Tefal” поле складає біля 0,6 мкТл, а на відстані 50 см невідмітно від загального електромагнітного поля в кухні.

У більшості прасок поле вище за 0,2 мкТл виявляється на відстані 25 см від ручки і тільки в режимі нагріву.

Зате поля пральних машин виявилися досить великими, на частоті 50 Гц у пульта управління складає більше за 10 мкТл, на висоті 1 метра – 1 мкТл, збоку на відстані 50 см – 0,7 мкТл. У утіху можна помітити, що велика стирка – не так часте заняття, так і при роботі автоматичної або напівавтоматичної пральної машини господиня може відійти в сторонку або просто вийти з ванною.

Ще більше поле у пилососа. Воно порядку 100 мкТл. Проте, тут також є втішлива обставина: пилосос звичайно тягають за шланг і знаходяться від нього досить далеко.

Рекорд тримають електробритви. Їх поле вимірюється сотнями мкТл. Таким чином, голячись електробритвою, вбивають відразу двох зайців: опоряджаються і попутно проводять магнітну обробку особи.

Радіохвилі великий длиниот довгохвильових радиопередающих центрів (РПЦ) “накривають” відповідно і більший простір. Електричну складову хвилі екранують стіни будівель, але магнітну вони ослабляють мало. У свій час в штаті Мен (США) була розгорнена система радіозв’язку з підводними човнами, що знаходяться на глибині в океані. Морська вода сильно поглинає радіохвилі, але все-таки, чим більше довжина хвилі, тим поглинання менше. Тому зв’язок вели на частоті 15 Гц, тобто на довжині хвилі 20 тисяч кілометрів. А оскільки потужність, що випромінюється антеною пропорційна кубу відношення її розмірів до довжини хвилі, то антени простяглися майже через весь штат.

У 1920 – 30 рр. в московських будинках, розташованих навколо радіостанції імені Комінтерна, яка віщала на довжині хвилі 2 км, можна було провести такий досвід. Намотати на рамку біля сотні витків, приєднати до кінців лампочку від кишенькового ліхтарика – і вона загорялася. Для цього напруженість магнітного поля повинна була становити ніяк не менше декількох А/м. Зараз в багатьох країнах це гранично допустимий рівень для 8-часового робочого дня.

Велику проблему складають відомчі і приватні РПЦ, які в останні роки зростають як гриби після дощу. Наприклад, тільки Міністерству зв’язку РФ належить більше за 100 передаючих радіоцентрів (адже під них відводиться велика площа – до 1000 га). Телевізійні передавачі розташовані майже завжди в містах. Їх антени розміщені на висоті 110 м на відстані 1 км, типові значення напруженості електричного поля досягають 15 В/м від передавача потужністю 1 МВт.

Єдине, що радує, це те, що на фоні РПЦ антени базових станцій стільникового телефонного зв’язку вносять незначний внесок в електромагнітне забруднення міських вулиць. Зрозуміло, якщо не влізати на дах будинку, де їх звичайно встановлюють, і не вивчати конструкцію антени.

3. Вплив електромагнітних хвиль на організм людини

Західна промисловість вже реагує на попит, що підвищується до побутових приладів і персональних комп’ютерів, чиє випромінювання не загрожує життю і здоров’ю людей, що ризикнули полегшити собі життя з їх допомогою. Так, в США багато які фірми випускають безпечні прилади, починаючи від прасок з бифилярной намотуванням і кінчаючи неизлучающими комп’ютерами.

У нашій країні існує Центр електромагнітної безпеки, де розробляються всілякі кошти захисту від електромагнітних випромінювань: спеціальний захисний одяг, тканини і інші захисні матеріали, які можуть забезпечити будь-який прилад. Але до впровадження подібних розробок в широке і повсякденне їх використання поки далеко. Так що кожний користувач повинен потурбуватися про кошти свого індивідуального захисту сам, і що швидше, тим краще. Співробітники Центра електромагнітної безпеки провели незалежне дослідження ряду комп’ютерів, найбільш поширених на нашому ринку, і встановили, що “рівень електромагнітних полів в зоні розміщення користувача перевищує біологічно небезпечний рівень” (див. таблицю 1).

Міра біологічного впливу електромагнітних полів на організм людини залежить від частоти коливань, напруженості і інтенсивностей поля, режиму його генерації (імпульсне, безперервне), тривалості впливу. Біологічний вплив полів різних діапазонів неоднаковий. Чим коротше довжина хвилі, тим більшою енергією вона володіє. Високочастотні випромінювання можуть іонізувати атоми або молекули в соматичних клітках – і т. про. порушувати ідучі в них процеси. А електромагнітні коливання довгохвильового спектра хоч і не вибивають електрони із зовнішніх оболонок атомів і молекул, але здатні нагрівати органіку, приводити молекули в тепловий рух. Причому тепло це внутрішнє – чутливі датчики його, що знаходяться на шкірі не реєструють. Чим менше тіло, тим краще воно сприймає короткохвильове випромінювання, чим більше – тим краще сприймає довгохвильове.

Особливо чутливі до несприятливого впливу електромагнетизм ембріони і діти. Людина, створивши такий вигляд випромінювання, не встигла виробити до нього захисти. Первинним виявом дії електромагнітної енергії є нагрів, який може привести до змін і навіть до пошкоджень тканин і органів. Механізм поглинання енергії досить складений. Найбільш чутливими до дії електромагнітних полів є центральна нервова система (суб’єктивні відчуття при цьому – підвищена стомлюваність, головні болі і т. п) і нейроендокринная система.

З порушенням нейроендокринной регуляції зв’язують ефект з боку сердечно-судинної системи, системи крові, імунітету, обмінних процесів, воспроизводительной функції і інш. Вплив на імунну систему виражається в зниженні фагоцитарной активності нейтрофилов, змінах комплиментарной активності сироватки крові, порушенні білкового обміну, пригнобленні Т-лімфоцитов. Можливі також зміна частоти пульсу, судинних реакцій. Описані зміни кроветворения, порушення з боку ендокринної системи, метаболічних процесів, захворювання органів зору. Було встановлено, що клінічні вияви впливу радіохвиль найчастіше характеризуються астенічними, астеновегетативними і гипоталамическими синдромами:

1. Астенічний синдром. Цей синдром, як правило, спостерігається в початкових стадіях захворювання і виявляється жалобами на головний біль, підвищений стомлюваність, дратівливість, порушення сну, періодично виникаючі болі в області серця.

2. Астеновегетативний або синдром нейроциркулярной дистонії. Цей синдром характеризується ваготонической спрямованістю реакцій (гіпотонія, брадикардия і інш.).

3. Гипоталамический синдром. Хворі повишенно збудливі, емоційне лабильни, в окремих випадках виявляються ознаки раннього атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, гіпертонічної хвороби.

Поля надвисоких частот можуть надавати вплив на очі, що приводить до виникнення катаракти (помутнінню кришталика), а помірних – до зміни сітчатки ока по типу ангиопатії.

Внаслідок тривалого перебування в зоні дії електромагнітних полів наступають передчасна стомлюваність, сонливість або порушення сну, з’являються часті головні болі, наступає розлад нервової системи і інш. Багаторазові повторні опромінення малої інтенсивності можуть приводити до стійких функціональних розладів центральної нервової системи, стійких нервово-психічних захворювань, зміни кров’яного тиску, уповільнення пульсу, трофічних явищ (випаданню волосся, ламкості нігтів і т. п.).

Аналогічний вплив на організм людини надає електромагнітне поле промислової частоти в електроустановках надвисокого напруження. Інтенсивні електромагнітні поля спричиняють у працюючих порушення функціонального стану центральною нервовою, сердечнососудистой і ендокринної системи, страждає нейрогуморальная реакція, статева функція, гіршає розвиток ембріонів (збільшується імовірність розвитку природженої потворності). Також спостерігаються підвищена стомлюваність, млявість, зниження точності рухів, зміна кров’яного тиску і пульсу, виникнення болів в серці (звичайно супроводиться аритмією), головні болі. У умовах тривалого професійного опромінювання з періодичним перевищенням гранично допустимих рівнів у частини людей відмічали функціональні зміни в органах травлення, що виражаються в зміні секреції і кислотності шлункового соку, а також в явищах дискинезії кишечника. Також виявлені функціональні зсуви з боку ендокринної системи: підвищення функціональної активності щитовидної залози, зміна характеру цукрової кривої і т. д. Передбачається, що порушення регуляції фізіологічних функцій організму зумовлене впливом поля на різні відділи нервової системи. При цьому підвищення збудливості центральної нервової системи відбувається за рахунок рефлекторної дії поля, а гальмівний ефект – за рахунок прямого впливу поля на структури головного і спинного мозку. Вважається, що кора головного мозку, а також проміжний мозок особливо чутливі до впливу поля. У останні роки з’являються повідомлення про можливість індукції ЕМИ злоякісних захворювань. Ще нечисленні дані все ж говорять, що найбільше число випадків доводиться на пухлині кроветворних тканин і на лейкоз зокрема.

Дослідники США і Швеції встановили факт виникнення пухлин у дітей при впливі на них магнітних полів частоти 60 Гц і напруженістю 2-3 мГс протягом декількох днів або навіть годин. Такі поля випромінюються телевізором, персональною ЕОМ. Спостереження за людьми, які регулярно користувалися електродрелями, показали несприятливу для здоров’я дію низькочастотних електромагнітних полів частотою 50 – 60 Гц: вночі у більшості випробуваних підвищувався в крові рівень мелатонина – гормону шишковидной залози, або епифиза. Епифиз грає роль основного “ритмоводителя” функцій організму Порушення цього ритму може спричинити серйозні захворювання, зокрема, утворення пухлини.

У кінці 1995 року було опубліковано 14 робіт по дослідженню можливого розвитку рака молочної залози у осіб, що мають контакт з електромагнітним полем у виробничих умовах або в побуті. У Варшаві проводилося дослідження, яке показало, що у осіб, що опромінювалися електромагнітним полем, імовірність розвитку рака лімфатичної системи і кроветворних органів була більше в 6,7 рази, рака щитовидної залози – в 4,3 рази, найбільш звичайний рак легкого при дії мікрохвильового випромінювання.

4. Захист від електромагнітних випромінювань

Дія електромагнітного випромінювання на організм людини в основному визначається поглиненою в йому енергією. Відомо, що випромінювання, що попадає на тіло людини, частково відбивається і частково поглинається в ньому. Поглинена частина енергії електромагнітного поля перетворюється в, теплову енергію. Ця частина випромінювання проходить через шкіру і розповсюджується в організмі людини в залежності від електричних властивостей тканин (абсолютної діелектричної проникності, абсолютної магнітної проникності, питомої провідності) і частоти коливань електромагнітного поля.

Істотні відмінності електричних властивостей шкіри, подкожного жирового шара, мишечной і інших тканин зумовлюють складну картину розподілу енергії випромінювання в організмі людини. Точний розрахунок розподілу теплової енергії, що виділяється в організмі людини при опромінюванні, практично неможливий. Проте, можна зробити наступний висновок: хвилі міліметрового діапазону поглинаються поверхневими шарами шкіри, сантиметрового – шкірою і подкожной клітковиною, дециметрового – внутрішніми органами.

Крім теплової дії електромагнітні випромінювання викликають поляризацію молекул тканин тіла людини, переміщення іонів, резонанс макромолекул і біологічних структур, нервові реакції і інші ефекти.

Із сказаного виходить, що при опромінюванні людини електромагнітними хвилями в тканинах його організму відбуваються найскладніші фізико-біологічні процеси, які можуть з’явитися причиною порушення нормального функціонування як окремих органів, так і організму загалом.

Норми допустимого опромінювання встановлюються для забезпечення безпечних умов труда обслуговуючого персоналу джерел випромінювання і всіх навколишніх осіб (див. таблицю 2).

Якщо опромінювання людей перевищує вказані гранично допустимі рівні, то необхідно застосовувати захисні кошти.

Захист людини від небезпечного впливу електромагнітного опромінювання здійснюється рядом способів, основними з яких є: зменшення випромінювання безпосереднє від самого джерела, екранування джерела випромінювання, екранування робочого місця, поглинання електромагнітної енергії, застосування індивідуальних засобів захисту, організаційні заходи захисту.

Для реалізації цих способів застосовуються: екрани, поглинювальні матеріали, аттенюатори, еквівалентні навантаження і індивідуальні кошти.

Екрани призначені для ослаблення електромагнітного поля в напрямі поширення хвиль. Міра ослаблення залежить від конструкції екрана і параметрів випромінювання. Істотний вплив на ефективність захисту надає також матеріал, з якого виготовлений екран.

Товщина екрана в основному визначається частотою і потужністю випромінювання і мало залежить від вживаного металу.

Дуже часто для екранування застосовується металева сітка. Екрани з сітки мають ряд переваг. Вони переглядаються, пропускають потік повітря, дозволяють досить швидко ставити і знімати екрануючі пристрої.

Висновок

Живі об’єкти випромінюють електромагнітні хвилі. Клітки, тканини і органи є структурами з точними електричними характеристиками. Рух зарядів в організмі людини пов’язаний з метаболічними процесами, що відбуваються в організмі. Безліч біохімічних реакцій супроводиться різноманітними частотними характеристиками власного електромагнітного випромінювання.

Бурхливий розвиток галузей народного господарства привів до використання у всіх промислових виробництвах, в медицині і в побуті електромагнітних хвиль. Причому в ряді випадків людина виявляється схильний до їх впливу. Електромагнітні хвилі, взаємодіючи з тканинами тіла людини, викликають певні функціональні зміни. При інтенсивному опромінюванні ці зміни можуть надати шкідливий вплив на організм людини.

Людина «приручає» електромагнітні хвилі, створює все більш безпечні побутові прилади, адже знання природи впливу електромагнітних хвиль на організм людини, норм допустимих опромінень, методів контролю інтенсивності випромінювань і коштів захисту від них є абсолютно необхідним для подальшого успішного їх застосування всі в більш нових галузях науки і техніка.

Список літератури

1. Інтернет-сайт www.fizika.ru

2. Інтернет-ресурс http://elementy.ru/

3. С. П. Бортников «Безпека життєдіяльності» учбово-методичний комплекс, Ульяновськ, 2004.

4. Т. А. Хван, П. А. Хван. Основи екології. Серія “Підручники і учбові допомоги”. Ростов н/Д: “Фенікс”, 2003. – 256 з.

5. Фізика, 9 кл. / А. В. Перишкин, Е. М. Гутник. М.: Дрохва, 2002

Додатки

Табліца1. Класифікація небезпечних і шкідливих випромінювань

Рід випромінювання, назва диапаз про на довжин хвиль

Діапазон

Назва діапазону ча з той

довжин хвиль

частот, Гц

Радіохвилі:

Радіочастоти:

Мириаметровие

100 000 -10 км

3-3·104

Дуже низькі частоти (ОНЧ)

Кілометрові

10-1км

3·104- 3·105

Низькі частоти (НЧ)

Гектометровие

1000-100м

3·105- 3·106

Середні частоти (СЧ)

Декаметровие

100-10м

3·106-

3·107

Високі частоти (ВЧ)

Метрові

10-1м

3·107-

3·108

Дуже високі частоти (ОВЧ)

Дециметровие

100 -10 см

3·1083

·109

Ультрависокі частоти (УВЧ)

Сантіметровие

10-1 см

3·1093

·1010

Надвисокі частоти (СВЧ)

Міліметрові

10-1 мм

3·1010- 3·1011

Надто високі частоти (КВЧ)

Децимілліметровие

1 – 0,1 мм

3·1011- 3·1012

Сверхкрайне високі частоти (СКВЧ)

Таблиця 2. Гранично допустимі рівні ЕМП при цілодобовому безперервному випромінюванні

Метричний підрозділ ди апазона

Частоти

Довжини хвиль

Гранично допустимий рівень

Кілометрові хвилі, низькі частоти

Гектометровие хвилі, середні частоти

Декаметровие хвилі, високі частоти

Метрові хвилі, дуже високі частоти

Дециметровие хвилі, ультрависокі хвилі

Сантіметровие хвилі, надвисокі частоти

30-330 кГц

0,3-3 МГц

3-30 МГц

30-300 МГц

300-3000 МГц

3-30 ГГц

10-1 км

1-0,1 км

100-10 м

10-1 м

1-0,1 м

10-1 см

25 В/м

15 В/м

10 В/м

3 В/м

10 мквт/см2

10 мквт/см2

Інші роботи з нашого сайту:

Геотермальні установки
Дослідження і проектування геотермальних установок, а також системи опалювання, працюючих на геотермальних джерелах теплопостачання. Розрахунок коефіцієнта ефективності для різних систем геотермального теплопостачання. Підбір опалювальних приладів.
інфо

Розрахунок електричних фільтрів по робочих параметрах
Постановка задачі синтезу електричного фільтра. Реалізація схеми фільтра низьких частот. Апроксимація частотної характеристики робочого ослаблення фільтра. Розрахунок спектра послідовності прямокутних імпульсів на вході і на виході фільтра.
інфо

Магниторезистивний ефект
Магниторезистивний ефект (магнетосопротивление) – зміна електричного опору матеріалу в магнітному полі. Якісне пояснення ефекту. Тензор провідності двумерного дирочного газу в магнітному полі і негативному магнетосопротивление.
інфо

Теплоємність. Термодинамічні процеси з ідеальним газом
Питома теплоємність – відношення теплоти, отриманої одиницею кількості речовини, до зміни температури. Залежність кількості теплоти від характеру процесу, а теплоємність – від умов його протікання. Термодинамічні процеси з ідеальним газом.
інфо

Проектування асинхронного двигуна 22 кВт
Визначення розмірів і вибір електромагнітних навантажень асинхронного двигуна. Вибір пазів і типу обмотки статора. Розрахунок обмотки і розміри зубцовой зони статора. Розрахунок короткозамкнутого ротора і магнітного ланцюга. Втрати потужності в режимі неодруженого ходу.
інфо

Розробка схеми пристрою тривожної сигналізації
Ознайомлення з технічними вимогами на розробку схеми сигналізації. Розгляд структурної електричної схеми і її опис. Вибір елементів і розрахунок параметрів пристрою тривожної сигналізації. Основи застосування блимаючого сигналу і звуку.
інфо

Електрифікація житлового будинку з розробкою теплопостачання
Система опалювання як сукупність конструктивних елементів, призначених для отримання, перенесення і передачі необхідної кількості теплоти в приміщення, що обігріваються. Розгляд особливостей електрифікації житлового будинку з розробкою теплопостачання.
інфо

Теплопостачання житлового району в м. Тула
Проектування системи теплопостачання селища. Підбір обладнання дільниць теплової мережі і компонування монтажних схем. Вибір котельного агрегату і палива. Впровадження автоматичного регулювання відпуску тепла для підвищення енергоеффективности будівлі.
інфо

© 2021-2021  4ua.co.ua