میدان الکترومغناطیسی چیست و چه خواصی دارد. میدان الکترومغناطیسی امواج الکترومغناطیسی

میدان الکترومغناطیسی، شکل خاصی از ماده. با استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی، برهمکنش بین ذرات باردار انجام می شود.

رفتار یک میدان الکترومغناطیسی توسط الکترودینامیک کلاسیک مطالعه می شود. میدان الکترومغناطیسی توسط معادلات ماکسول توصیف می‌شود، که کمیت‌های مشخص‌کننده میدان را با منابع آن، یعنی با بارها و جریان‌های توزیع شده در فضا، به هم مرتبط می‌کند. میدان الکترومغناطیسی ذرات باردار ثابت یا متحرک یکنواخت به طور جدایی ناپذیری با این ذرات مرتبط است. همانطور که ذرات سریعتر حرکت می کنند، میدان الکترومغناطیسی از آنها جدا می شود و به صورت مستقل به شکل امواج الکترومغناطیسی وجود دارد.

از معادلات ماکسول چنین بر می آید که یک میدان الکتریکی متناوب یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و یک میدان مغناطیسی متناوب یک میدان الکتریکی ایجاد می کند، بنابراین یک میدان الکترومغناطیسی می تواند در غیاب بار وجود داشته باشد. ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی توسط یک میدان مغناطیسی متناوب و یک میدان مغناطیسی توسط یک میدان الکتریکی متناوب منجر به این واقعیت می شود که میدان های الکتریکی و مغناطیسی به طور جداگانه و مستقل از یکدیگر وجود ندارند. بنابراین، میدان الکترومغناطیسی نوعی ماده است که در همه نقاط توسط دو کمیت برداری تعیین می شود که دو جزء آن - "میدان الکتریکی" و "میدان مغناطیسی" را مشخص می کند و بر ذرات باردار بسته به سرعت و بزرگی آنها نیرو وارد می کند. از مسئولیت آنها

میدان الکترومغناطیسی در خلاء، یعنی در حالت آزاد، غیر مرتبط با ذرات ماده، به صورت امواج الکترومغناطیسی وجود دارد و در خلا در غیاب میدان‌های گرانشی بسیار قوی با سرعتی برابر با سرعت منتشر می‌شود. از نور ج= 2.998. 10 8 متر بر ثانیه. چنین میدانی با قدرت میدان الکتریکی مشخص می شود Eو القای میدان مغناطیسی که در. برای توصیف میدان الکترومغناطیسی در محیط، از کمیت های القای الکتریکی نیز استفاده می شود Dو قدرت میدان مغناطیسی اچ. در ماده، و همچنین در حضور میدان‌های گرانشی بسیار قوی، یعنی نزدیک به توده‌های بسیار بزرگ ماده، سرعت انتشار میدان الکترومغناطیسی کمتر از مقدار است. ج.

اجزای بردارهایی که میدان الکترومغناطیسی را مشخص می کنند، طبق نظریه نسبیت، یک کمیت فیزیکی منفرد - تانسور میدان الکترومغناطیسی تشکیل می دهند، که اجزای آن هنگام حرکت از یک چارچوب مرجع اینرسی به دیگری مطابق با تبدیل های لورنتس تبدیل می شوند. .

میدان الکترومغناطیسی دارای انرژی و تکانه است. وجود یک پالس میدان الکترومغناطیسی برای اولین بار به صورت تجربی در آزمایشات P. N. Lebedev بر روی اندازه گیری فشار نور در سال 1899 کشف شد. یک میدان الکترومغناطیسی همیشه دارای انرژی است. چگالی انرژی میدان الکترومغناطیسی = 1/2 (ED+HH).

میدان الکترومغناطیسی در فضا منتشر می شود. چگالی شار انرژی میدان الکترومغناطیسی توسط بردار Poynting تعیین می شود S=واحد W/m 2 . جهت بردار Poynting عمود است Eو اچو با جهت انتشار انرژی الکترومغناطیسی منطبق است. مقدار آن برابر است با انرژی منتقل شده از طریق واحد سطح عمود بر اسدر واحد زمان چگالی تکانه میدان در خلاء K \u003d S / s 2 \u003d / s 2.

در فرکانس‌های بالای میدان الکترومغناطیسی، خواص کوانتومی آن قابل توجه می‌شود و میدان الکترومغناطیسی را می‌توان به عنوان شار کوانتوم‌های میدان - فوتون در نظر گرفت. در این مورد، میدان الکترومغناطیسی توضیح داده شده است

در 1860-1865. یکی از بزرگترین فیزیکدانان قرن نوزدهم جیمز کلرک ماکسولیک نظریه ایجاد کرد میدان الکترومغناطیسیبه گفته ماکسول، پدیده القای الکترومغناطیسی به شرح زیر توضیح داده شده است. اگر در نقطه ای از فضا، میدان مغناطیسی با زمان تغییر کند، میدان الکتریکی نیز در آنجا تشکیل می شود. اگر یک هادی بسته در میدان وجود داشته باشد، میدان الکتریکی باعث ایجاد جریان القایی در آن می شود. از نظریه ماکسول چنین بر می آید که فرآیند معکوس نیز امکان پذیر است. اگر در منطقه ای از فضا، میدان الکتریکی با زمان تغییر کند، در اینجا یک میدان مغناطیسی نیز تشکیل می شود.

بنابراین، هر تغییری در طول زمان در میدان مغناطیسی منجر به تغییر میدان الکتریکی می شود و هر تغییری در طول زمان در میدان الکتریکی باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در حال تغییر می شود. این میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی متناوب یکدیگر را تولید می‌کنند، یک میدان الکترومغناطیسی واحد را تشکیل می‌دهند.

خواص امواج الکترومغناطیسی

مهمترین نتیجه ای که از نظریه میدان الکترومغناطیسی که توسط ماکسول فرموله شده است، به دست می آید، پیش بینی امکان وجود امواج الکترومغناطیسی بود. موج الکترومغناطیسی- انتشار میدان های الکترومغناطیسی در فضا و زمان.

امواج الکترومغناطیسی برخلاف امواج الاستیک (صوتی) می توانند در خلاء یا هر ماده دیگری منتشر شوند.

امواج الکترومغناطیسی در خلاء با سرعتی منتشر می شوند c=299 792 km/sیعنی با سرعت نور.

در ماده، سرعت موج الکترومغناطیسی کمتر از خلاء است. رابطه بین طول موج، سرعت آن، دوره و فرکانس نوسانات به دست آمده برای امواج مکانیکی برای امواج الکترومغناطیسی نیز معتبر است:

نوسانات بردار تنش Eو بردار القای مغناطیسی بدر صفحات عمود بر یکدیگر و عمود بر جهت انتشار موج (بردار سرعت) رخ می دهند.

یک موج الکترومغناطیسی حامل انرژی است.

محدوده امواج الکترومغناطیسی

در اطراف ما دنیای پیچیده ای از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس های مختلف وجود دارد: تشعشعات مانیتورهای کامپیوتر، تلفن های همراه، اجاق های مایکروویو، تلویزیون ها و غیره. در حال حاضر، تمام امواج الکترومغناطیسی بر اساس طول موج به شش محدوده اصلی تقسیم می شوند.

امواج رادیویی- اینها امواج الکترومغناطیسی (با طول موج 10000 متر تا 0.005 متر) هستند که برای انتقال سیگنال ها (اطلاعات) در فاصله بدون سیم کار می کنند. در ارتباطات رادیویی، امواج رادیویی توسط جریان های فرکانس بالا که در یک آنتن جریان دارند ایجاد می شوند.

تابش الکترومغناطیسی با طول موج 0.005 متر تا 1 میکرون، یعنی. بین امواج رادیویی و نور مرئی نامیده می شود اشعه مادون قرمز. اشعه مادون قرمز از هر جسم گرم شده ساطع می شود. منبع تابش مادون قرمز کوره ها، باتری ها، لامپ های رشته ای الکتریکی هستند. با کمک دستگاه های مخصوص می توان تابش مادون قرمز را به نور مرئی تبدیل کرد و در تاریکی مطلق تصاویری از اجسام گرم شده به دست آورد.

به نور مرئیشامل تابش با طول موج تقریبی 770 نانومتر تا 380 نانومتر، از قرمز تا بنفش است. اهمیت این بخش از طیف تابش الکترومغناطیسی در زندگی انسان بسیار زیاد است، زیرا فرد تقریباً تمام اطلاعات جهان اطراف خود را با کمک بینایی دریافت می کند.

تابش الکترومغناطیسی نامرئی با چشم با طول موج کوتاهتر از بنفش نامیده می شود. اشعه ماوراء بنفش.می تواند باکتری های بیماری زا را از بین ببرد.

تابش اشعه ایکسبا چشم نامرئی بدون جذب قابل توجهی از لایه های قابل توجهی از ماده ای عبور می کند که در برابر نور مرئی کدر است که برای تشخیص بیماری های اندام های داخلی استفاده می شود.

تابش گاماتابش الکترومغناطیسی نامیده می شود که از هسته های برانگیخته ساطع می شود و از برهم کنش ذرات بنیادی ناشی می شود.

اصل ارتباط رادیویی

مدار نوسانی به عنوان منبع امواج الکترومغناطیسی استفاده می شود. برای تابش موثر، مدار "باز" ​​است، یعنی. شرایطی را برای "رفتن" میدان به فضا ایجاد کنید. این دستگاه مدار نوسانی باز نامیده می شود - آنتن.

ارتباط رادیوییبه انتقال اطلاعات با استفاده از امواج الکترومغناطیسی که فرکانس آن در محدوده تا هرتز است.

رادار (رادار)

دستگاهی که امواج فوق کوتاه را ارسال می کند و بلافاصله آنها را دریافت می کند. تابش توسط پالس های کوتاه انجام می شود. پالس ها از اجسام منعکس می شوند و پس از دریافت و پردازش سیگنال، امکان تعیین فاصله از جسم را فراهم می کنند.

رادار سرعت بر اساس یک اصل مشابه کار می کند. به این فکر کنید که رادار چگونه سرعت یک ماشین در حال حرکت را تعیین می کند.

میدان الکترومغناطیسی یک میدان الکتریکی و مغناطیسی متناوب است که یکدیگر را تولید می کنند.
نظریه میدان الکترومغناطیسی توسط جیمز ماکسول در سال 1865 ایجاد شد.

او به طور نظری ثابت کرد که:
هر تغییری در میدان مغناطیسی در طول زمان منجر به تغییر میدان الکتریکی می شود و هر تغییری در میدان الکتریکی در طول زمان باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در حال تغییر می شود.
اگر بارهای الکتریکی با شتاب حرکت کنند، میدان الکتریکی ایجاد شده توسط آنها به طور متناوب تغییر می کند و خود یک میدان مغناطیسی متناوب در فضا ایجاد می کند و غیره.

منابع میدان الکترومغناطیسی می توانند عبارتند از:
- آهنربای متحرک؛
- یک بار الکتریکی که با شتاب یا نوسان حرکت می کند (برخلاف باری که با سرعت ثابت حرکت می کند، به عنوان مثال، در مورد جریان مستقیم در یک هادی، یک میدان مغناطیسی ثابت در اینجا ایجاد می شود).

یک میدان الکتریکی همیشه در اطراف یک بار الکتریکی وجود دارد، در هر چارچوب مرجع، یک میدان مغناطیسی در موردی وجود دارد که بارهای الکتریکی نسبت به آن حرکت می کنند.
میدان الکترومغناطیسی در چارچوب مرجع وجود دارد که بارهای الکتریکی نسبت به آن با شتاب حرکت می کنند.

راه حل را امتحان کنید

یک تکه کهربا به پارچه ای مالیده شد و با الکتریسیته ساکن شارژ شد. در اطراف کهربای بی حرکت چه میدانی می توان یافت؟ حول حرکت؟

یک جسم باردار نسبت به سطح زمین در حال استراحت است. خودرو نسبت به سطح زمین به صورت یکنواخت و مستقیم حرکت می کند. آیا می توان میدان مغناطیسی ثابتی را در چارچوب مرجع مرتبط با خودرو تشخیص داد؟

چه میدانی در اطراف یک الکترون بوجود می آید اگر: در حالت سکون باشد. حرکت با سرعت ثابت؛ حرکت با شتاب؟

کینسکوپ جریانی از الکترون های متحرک یکنواخت ایجاد می کند. آیا می توان میدان مغناطیسی را در چارچوب مرجع مرتبط با یکی از الکترون های متحرک تشخیص داد؟

امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی یک میدان الکترومغناطیسی هستند که بسته به خواص محیط با سرعت محدود در فضا منتشر می شوند.

خواص امواج الکترومغناطیسی:
- نه تنها در ماده، بلکه در خلاء نیز انتشار می یابد.
- انتشار در خلاء با سرعت نور (С = 300000 کیلومتر در ثانیه).
امواج عرضی هستند
- اینها امواج مسافرتی (انتقال انرژی) هستند.

منبع امواج الکترومغناطیسی بارهای الکتریکی هستند که به سرعت در حال حرکت هستند.
نوسانات بارهای الکتریکی با تابش الکترومغناطیسی با فرکانس برابر با فرکانس نوسانات بار همراه است.

مقیاس امواج الکترومغناطیسی

تمام فضای اطراف ما با تابش الکترومغناطیسی نفوذ کرده است. خورشید، اجسام اطراف ما، آنتن های فرستنده امواج الکترومغناطیسی ساطع می کنند که بسته به فرکانس نوسان آنها، نام های مختلفی دارند.

امواج رادیویی امواج الکترومغناطیسی (با طول موج بیش از 10000 متر تا 0.005 متر) هستند که برای انتقال سیگنال ها (اطلاعات) در فاصله ای بدون سیم استفاده می شوند.
در ارتباطات رادیویی، امواج رادیویی توسط جریان های فرکانس بالا که در یک آنتن جریان دارند ایجاد می شوند.
امواج رادیویی با طول های مختلف به طور متفاوتی منتشر می شوند.

تابش الکترومغناطیسی با طول موج کمتر از 0.005 متر اما بیشتر از 770 نانومتر، یعنی بین دامنه موج رادیویی و محدوده نور مرئی قرار دارد، تابش فروسرخ (IR) نامیده می شود.
اشعه مادون قرمز از هر جسم گرم شده ساطع می شود. منابع تابش مادون قرمز اجاق ها، آبگرمکن ها، لامپ های رشته ای الکتریکی هستند. با کمک دستگاه های مخصوص می توان تابش مادون قرمز را به نور مرئی تبدیل کرد و در تاریکی مطلق تصاویری از اجسام گرم شده به دست آورد. اشعه مادون قرمز برای خشک کردن محصولات رنگ شده، دیوارهای ساختمان، چوب استفاده می شود.

نور مرئی شامل تابش با طول موج تقریبی 770 نانومتر تا 380 نانومتر، از نور قرمز تا بنفش است. مقادیر این بخش از طیف پرتوهای الکترومغناطیسی در زندگی انسان بسیار زیاد است، زیرا تقریباً تمام اطلاعات در مورد جهان اطراف یک فرد از طریق بینایی دریافت می شود. نور شرط لازم برای رشد گیاهان سبز و در نتیجه شرط لازم برای وجود حیات بر روی زمین است.

تابش الکترومغناطیسی که با چشم نامرئی است، با طول موج کوچکتر از نور بنفش، اشعه ماوراء بنفش (UV) نامیده می شود.اشعه ماوراء بنفش می تواند باکتری های بیماری زا را از بین ببرد، بنابراین در پزشکی کاربرد زیادی دارد. اشعه ماوراء بنفش در ترکیب نور خورشید باعث ایجاد فرآیندهای بیولوژیکی می شود که منجر به تیره شدن پوست انسان - آفتاب سوختگی می شود. لامپ های تخلیه به عنوان منبع اشعه ماوراء بنفش در پزشکی استفاده می شود. لوله های چنین لامپ ها از کوارتز ساخته شده است که در برابر اشعه ماوراء بنفش شفاف است. بنابراین به این لامپ ها لامپ های کوارتز می گویند.

اشعه ایکس (Ri) برای اتم نامرئی است. آنها بدون جذب قابل توجهی از لایه های قابل توجهی از مواد که در برابر نور مرئی مات هستند عبور می کنند. اشعه ایکس با توانایی آنها در ایجاد درخشش خاصی از کریستال های خاص و عمل بر روی فیلم عکاسی تشخیص داده می شود. توانایی اشعه ایکس برای نفوذ از لایه های ضخیم مواد برای تشخیص بیماری های اندام های داخلی انسان استفاده می شود.

منابع میدان های الکترومغناطیسی (EMF) بسیار متنوع هستند - اینها سیستم های انتقال و توزیع برق (خطوط برق - خطوط برق، ترانسفورماتور و پست های توزیع) و دستگاه هایی هستند که برق مصرف می کنند (موتورهای الکتریکی، اجاق های برقی، بخاری های برقی، یخچال ها، تلویزیون ها، پایانه های نمایش تصویری و غیره).

منابع تولید و انتقال انرژی الکترومغناطیسی شامل ایستگاه های پخش رادیویی و تلویزیونی، تاسیسات رادار و سیستم های ارتباطی رادیویی، انواع تاسیسات تکنولوژیکی در صنعت، تجهیزات و تجهیزات پزشکی (دستگاه های دیاترمی و القایی، درمان UHF، دستگاه های مایکروویو تراپی و غیره است. .).

گروه کاری و جمعیت ممکن است در معرض اجزای مجزای الکتریکی یا مغناطیسی میدان یا ترکیبی از هر دو قرار گیرند. بسته به نگرش فرد در معرض به منبع تماس، مرسوم است که بین چندین نوع قرار گرفتن در معرض - حرفه ای، غیرحرفه ای، قرار گرفتن در معرض در خانه و قرار گرفتن در معرض برای اهداف پزشکی تمایز قائل شود. قرار گرفتن در معرض شغلی با انواع حالت ها و گزینه های تولید برای قرار گرفتن در معرض میدان های الکترومغناطیسی (تابش در منطقه نزدیک، در منطقه القایی، عمومی و محلی، همراه با عملکرد سایر عوامل نامطلوب در محیط تولید) مشخص می شود. از نظر نوردهی غیرحرفه‌ای، معمول‌ترین نوع نوردهی عمومی است، در بیشتر موارد در ناحیه موج.

میدان‌های الکترومغناطیسی تولید شده توسط منابع مختلف می‌توانند بر کل بدن یک فرد شاغل (قرار گرفتن در معرض عمومی) یا قسمت جداگانه‌ای از بدن (قرار گرفتن در معرض موضعی) تأثیر بگذارند. در عین حال، نوردهی را می توان جدا کرد (از یک منبع EMF)، ترکیب (از دو یا چند منبع EMF با محدوده فرکانسی یکسان)، مخلوط (از دو یا چند منبع EMF با محدوده فرکانسی مختلف) و همچنین ترکیب کرد (تحت زیر شرایط قرار گرفتن همزمان در معرض EMF) و سایر عوامل فیزیکی نامطلوب محیط کار).

موج الکترومغناطیسی یک فرآیند نوسانی است که با میدان های الکتریکی و مغناطیسی مرتبط به هم مرتبط است که در فضا و زمان تغییر می کنند.

میدان الکترومغناطیسی ناحیه توزیع الکترومغناطیسی است

ویژگی های امواج الکترومغناطیسی میدان الکترومغناطیسی با فرکانس تابش f که بر حسب هرتز اندازه گیری می شود یا طول موج X که بر حسب متر اندازه گیری می شود مشخص می شود. یک موج الکترومغناطیسی در خلاء با سرعت نور (3108 متر بر ثانیه) منتشر می شود و رابطه بین طول و فرکانس یک موج الکترومغناطیسی با وابستگی تعیین می شود.

جایی که c سرعت نور است.

سرعت انتشار امواج در هوا نزدیک به سرعت انتشار آنها در خلاء است.

میدان الکترومغناطیسی دارای انرژی است و موج الکترومغناطیسی که در فضا منتشر می شود، حامل این انرژی است. میدان الکترومغناطیسی دارای اجزای الکتریکی و مغناطیسی است (جدول شماره 35).

شدت میدان الکتریکی E مشخصه جزء الکتریکی EMF است که واحد آن V/m است.

شدت میدان مغناطیسی H (A / m) مشخصه مولفه مغناطیسی EMF است.

چگالی شار انرژی (PEF) انرژی یک موج الکترومغناطیسی است که توسط یک موج الکترومغناطیسی در واحد زمان در یک واحد سطح حمل می شود. واحد PES W/m است.

جدول شماره 35. واحدهای شدت EMF در سیستم بین المللی واحدها (SI) دامنه نام ارزش تعیین واحد میدان مغناطیسی دائمی القای مغناطیسی قدرت میدان آمپر بر متر، A/m Tesla، T میدان الکتریکی ثابت (الکترواستاتیک). قدرت میدان بار الکتریکی بالقوه ولت بر متر، V/m کولن، C آمپر بر متر، A/m میدان الکترومغناطیسی تا 300 مگاهرتز قدرت میدان مغناطیسی قدرت میدان الکتریکی آمپر بر متر، A/m ولت بر متر، V/m میدان الکترومغناطیسی تا 0.3-300 گیگاهرتز چگالی شار انرژی وات بر متر مربع، W/m2

برای محدوده های جداگانه تابش الکترومغناطیسی - EMP (محدوده نور، تابش لیزر) ویژگی های دیگر معرفی شده است.

طبقه بندی میدان های الکترومغناطیسی محدوده فرکانس و طول موج الکترومغناطیسی این امکان را فراهم می کند که میدان الکترومغناطیسی را به نور مرئی (امواج نور)، مادون قرمز (حرارتی) و اشعه ماوراء بنفش طبقه بندی کنیم که اساس فیزیکی آن امواج الکترومغناطیسی است. این نوع تشعشعات موج کوتاه تاثیر خاصی روی فرد می گذارد.

اساس فیزیکی تشعشعات یونیزان نیز امواج الکترومغناطیسی با فرکانس های بسیار بالا است که دارای انرژی بالایی برای یونیزه کردن مولکول های ماده ای است که موج در آن منتشر می شود (جدول شماره 36).

محدوده فرکانس رادیویی طیف الکترومغناطیسی به چهار محدوده فرکانس تقسیم می شود: فرکانس های پایین (LF) - کمتر از 30 کیلوهرتز، فرکانس های بالا (HF) - 30 کیلوهرتز ... 30 مگاهرتز، فرکانس های فوق العاده بالا (UHF) - 30 . .. 300 مگاهرتز، فرکانس های فوق العاده بالا (مایکروویو) - 300 مگاهرتز. 750 گیگاهرتز.

نوع خاصی از تابش الکترومغناطیسی (EMR) تابش لیزر (LI) است که در محدوده طول موج 0.1 ... 1000 میکرومتر تولید می شود. یکی از ویژگی های LI تک رنگ بودن آن (به طور دقیق یک طول موج)، پیوستگی (همه منابع تابشی امواج در یک فاز ساطع می کنند)، جهت دهی پرتو تیز (واگرایی پرتوی کوچک) است.

به طور معمول، تشعشعات غیریونیزان (میدان‌ها) شامل میدان‌های الکترواستاتیک (ESF) و میدان‌های مغناطیسی (MF) می‌شوند.

میدان الکترواستاتیک میدانی از بارهای الکتریکی ثابت است که بین آنها تعامل دارد.

الکتریسیته ساکن مجموعه ای از پدیده های مرتبط با ظهور، حفظ و آرام شدن یک بار الکتریکی آزاد بر روی سطح یا در حجم دی الکتریک یا بر روی هادی های عایق شده است.

میدان مغناطیسی می تواند ثابت، پالسی، متغیر باشد.

بسته به منابع تشکیل، میدان های الکترواستاتیکی می توانند به شکل میدان الکترواستاتیکی وجود داشته باشند که در انواع نیروگاه ها و در طی فرآیندهای الکتریکی تشکیل می شود. در صنعت، ESP ها به طور گسترده ای برای تمیز کردن الکتروگاز، جداسازی الکترواستاتیک سنگ معدن و مواد، کاربرد الکترواستاتیک رنگ و لاک و مواد پلیمری استفاده می شود. ساخت، آزمایش،

حمل و نقل و نگهداری دستگاه های نیمه هادی و مدارهای مجتمع، سنگ زنی و صیقل دادن کیس های گیرنده های رادیویی و تلویزیونی،

فرآیندهای تکنولوژیکی مرتبط با استفاده از دی الکتریک

مواد، و همچنین محل مراکز کامپیوتر، که در آن تکثیر فن آوری کامپیوتر متمرکز است، با شکل گیری مشخص می شود

میدان های الکترواستاتیک بارهای الکترواستاتیک و میدان های الکترواستاتیک ایجاد شده توسط آنها می تواند زمانی رخ دهد که مایعات دی الکتریک و برخی مواد حجیم از طریق خطوط لوله حرکت می کنند، مایعات دی الکتریک، فیلم رول یا کاغذ را در یک رول می ریزند.

جدول شماره 36. طبقه بندی بین المللی امواج الکترومغناطیسی № دامنه نام باند بر اساس فرکانس تقسیم متریک طول موج طول تعیین حروف مخفف 1 3-30 هرتز ده گام 100-10 میلی متر بسیار کم، ELF 2 30-300 هرتز مگامتر 10-1 میلی متر بسیار کم، VLF 3 0.3-3 کیلوهرتز هکتوکیلومتر 1000-100 کیلومتر Infralow، ILF 4 3 تا 30 کیلوهرتز میریمتر 100-10 کیلومتر بسیار کم، VLF 5 30 تا 300 کیلوهرتز کیلومتر 10-1 کیلومتر فرکانس های پایین، LF 6 300 تا 3000 کیلوهرتز هکتومتری 1-0.1 کیلومتر متوسط، متوسط 7 3 تا 30 مگاهرتز ده متر 100-10 متر بالا، سه برابر 8 30 تا 300 مگاهرتز متر 10-1 متر بسیار بالا، VHF 9 300 تا 3000 مگاهرتز دسی متر 1-0.1 متر فوق العاده بالا، UHF 10 3 تا 30 گیگاهرتز سانتی متر 10-1 سانتی متر فوق العاده بالا، مایکروویو 11 30 تا 300 گیگاهرتز میلی متر 10-1 میلی متر بسیار بالا، EHF 12 300 تا 3000 گیگاهرتز دسیمیلی متر 1-0.1 میلی متر بسیار بالا، GHF

الکترومغناطیس، شیر برقی، تاسیسات خازنی، آهنرباهای ریخته گری و فلز سرامیکی با ظهور میدان های مغناطیسی همراه هستند.

سه ناحیه در میدان های الکترومغناطیسی متمایز می شوند که در فواصل مختلف از منبع تابش الکترومغناطیسی تشکیل می شوند.

منطقه القایی (منطقه نزدیک) - شکاف از منبع تابش تا فاصله تقریباً U2n ~ U6 را پوشش می دهد. در این ناحیه هنوز موج الکترومغناطیسی شکل نگرفته است و بنابراین میدان های الکتریکی و مغناطیسی به هم پیوسته نیستند و به طور مستقل عمل می کنند (منطقه اول).

منطقه تداخل (منطقه میانی) - در فواصل تقریباً U2p تا 2lX قرار دارد. در این ناحیه تشکیل EMW رخ می دهد و فرد تحت تاثیر میدان های الکتریکی و مغناطیسی و همچنین اثر انرژی (منطقه دوم) قرار می گیرد.

ناحیه موج (منطقه دور) - در فواصل بیش از 2nX قرار دارد. در این ناحیه، یک موج الکترومغناطیسی تشکیل می شود، میدان های الکتریکی و مغناطیسی به هم متصل می شوند. فردی در این ناحیه تحت تاثیر انرژی موج (منطقه سوم) قرار می گیرد.

اثر میدان الکترومغناطیسی روی بدن. اثر بیولوژیکی و پاتوفیزیولوژیکی قرار گرفتن در معرض میدان های الکترومغناطیسی بر بدن به محدوده فرکانس، شدت عامل تأثیرگذار، مدت زمان قرار گرفتن در معرض، ماهیت تابش و نحوه قرار گرفتن بستگی دارد. اثر EMF بر روی بدن به الگوهای انتشار امواج رادیویی در محیط های مادی بستگی دارد، جایی که جذب انرژی امواج الکترومغناطیسی توسط فرکانس نوسانات الکترومغناطیسی، خواص الکتریکی و مغناطیسی محیط تعیین می شود.

همانطور که مشخص است، شاخص اصلی که ویژگی های الکتریکی بافت های بدن را مشخص می کند، نفوذپذیری دی الکتریک و مغناطیسی آنها است. به نوبه خود، تفاوت در خواص الکتریکی بافت ها (نفوذ پذیری دی الکتریک و مغناطیسی، مقاومت) با محتوای آب آزاد و محدود در آنها مرتبط است. تمام بافت‌های بیولوژیکی، با توجه به ثابت دی‌الکتریک، به دو گروه تقسیم می‌شوند: بافت‌هایی با محتوای آب بالا - بیش از 80٪ (خون، ماهیچه‌ها، پوست، بافت مغز، بافت کبد و طحال) و بافت‌هایی با محتوای آب نسبتاً کم. چربی، استخوان). ضریب جذب در بافت‌هایی با محتوای آب بالا، با همان قدرت میدانی، 60 برابر بیشتر از بافت‌هایی با محتوای آب کم است. بنابراین، عمق نفوذ امواج الکترومغناطیسی در بافت‌هایی با محتوای آب کم 10 برابر بیشتر از بافت‌هایی با محتوای آب بالا است.

اثرات حرارتی و حرارتی زیربنای مکانیسم های عمل بیولوژیکی امواج الکترومغناطیسی است. اثر حرارتی EMF با گرم کردن انتخابی اندام ها و بافت ها، افزایش دمای کلی بدن مشخص می شود. تابش شدید EMF می تواند باعث تغییرات مخرب در بافت ها و اندام ها شود، با این حال، اشکال حاد آسیب بسیار نادر است و وقوع آنها اغلب با شرایط اضطراری همراه است که نقض مقررات ایمنی است.

اشکال مزمن ضایعات امواج رادیویی، علائم و سیر آنها تظاهرات کاملاً مشخصی ندارند. با این حال، آنها با ایجاد شرایط آستنیک و اختلالات رویشی، عمدتاً با

سمت سیستم قلبی عروقی همراه با آستنی عمومی، همراه با ضعف، افزایش خستگی، خواب ناآرام، بیماران دچار سردرد، سرگیجه، ناتوانی روانی عاطفی، درد در ناحیه قلب، افزایش تعریق، کاهش اشتها می شوند. علائم آکروسیانوز، هیپرهیدروز منطقه ای، سردی دست ها و پاها، لرزش انگشتان دست، ناتوانی نبض و فشار خون با تمایل به برادی کاردی و افت فشار خون ایجاد می شود. اختلال در سیستم قشر هیپوفیز-آدرنال منجر به تغییراتی در ترشح هورمون های تیروئید و غدد جنسی می شود.

یکی از معدود ضایعات خاص ناشی از قرار گرفتن در معرض تابش الکترومغناطیسی محدوده فرکانس رادیویی ایجاد آب مروارید است. علاوه بر آب مروارید، هنگامی که در معرض امواج الکترومغناطیسی با فرکانس های بالا قرار می گیرید، کراتیت و آسیب به استرومای قرنیه می تواند ایجاد شود.

تابش مادون قرمز (حرارتی)، تابش نور در انرژی های بالا، و همچنین اشعه ماوراء بنفش سطح بالا، با قرار گرفتن در معرض حاد، می تواند منجر به انبساط مویرگی، سوختگی در پوست و اندام های بینایی شود. قرار گرفتن در معرض مزمن با تغییر رنگدانه های پوست، ایجاد ورم ملتحمه مزمن و کدر شدن عدسی چشم همراه است. اشعه ماوراء بنفش در سطوح پایین برای انسان مفید و ضروری است، زیرا فرآیندهای متابولیک در بدن و سنتز یک فرم فعال بیولوژیکی ویتامین D را افزایش می دهد.

تأثیر قرار گرفتن در معرض تابش لیزر بر روی شخص به شدت تابش، طول موج، ماهیت تابش و زمان قرار گرفتن بستگی دارد. در عین حال، آسیب موضعی و کلی به بافت های خاصی از بدن انسان متمایز می شود. در این حالت اندام مورد نظر چشم است که به راحتی آسیب می بیند، شفافیت قرنیه و عدسی مختل می شود و احتمال آسیب به شبکیه وجود دارد. مطالعه لیزر، به ویژه در محدوده مادون قرمز، قادر است تا عمق قابل توجهی به بافت ها نفوذ کند و اندام های داخلی را تحت تأثیر قرار دهد. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تابش لیزر حتی با شدت کم می تواند منجر به اختلالات عملکردی مختلف عصبی، سیستم قلبی عروقی، غدد درون ریز، فشار خون، افزایش خستگی و کاهش عملکرد شود.

تنظیم بهداشتی میدان های الکترومغناطیسی. طبق اسناد نظارتی: SanPiN "الزامات بهداشتی و اپیدمیولوژیک برای عملکرد تجهیزات الکترونیکی رادیویی با شرایط کار با منابع تابش الکترومغناطیسی" شماره 225 مورخ 10 آوریل 2007 وزارت بهداشت جمهوری قزاقستان؛ SanPiN "قوانین و هنجارهای بهداشتی برای محافظت از جمعیت در برابر اثرات میدان های الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط اشیاء مهندسی رادیو" شماره 3.01.002-96 وزارت بهداشت جمهوری قزاقستان. MU

"راهنمای اجرای نظارت بهداشتی دولتی بر اشیاء با منابع میدان های الکترومغناطیسی (EMF) از بخش غیر یونیزه کننده طیف" شماره 1.02.018 / y-94 وزارت بهداشت جمهوری قزاقستان؛ MU "توصیه های روش شناختی برای نظارت آزمایشگاهی منابع میدان های الکترومغناطیسی بخش غیر یونیزه کننده طیف (EMF) در اجرای نظارت بهداشتی دولتی" شماره 1.02.019 / r-94 وزارت بهداشت جمهوری قزاقستان شدت میدان های الکترومغناطیسی فرکانس های رادیویی را در محل کار پرسنل تنظیم می کند.
انجام کار با منابع EMF و الزامات نظارت، و همچنین تنظیم قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی، هم از نظر میزان شدت و هم از نظر مدت زمان عمل.

محدوده فرکانس فرکانس های رادیویی میدان های الکترومغناطیسی (60 کیلوهرتز - 300 مگاهرتز) با قدرت اجزای الکتریکی و مغناطیسی میدان تخمین زده می شود. در محدوده فرکانس 300 مگاهرتز - 300 گیگاهرتز - چگالی سطحی شار انرژی تابش و بار انرژی (EN) ایجاد شده توسط آن. کل شار انرژی که از واحد سطح تابیده شده در طول عمل (T) عبور می کند و به عنوان حاصلضرب PES T بیان می شود، بار انرژی است.

در محل کار پرسنل، شدت EMF در محدوده فرکانس 60 کیلوهرتز - 300 مگاهرتز در طول روز کاری نباید از حداکثر سطوح مجاز تعیین شده (MPL) تجاوز کند:

در مواردی که زمان قرار گرفتن در معرض EMF بر روی پرسنل از 50٪ زمان کار تجاوز نمی کند، سطوح بالاتر از آنچه نشان داده شده است، اما بیش از 2 برابر، مجاز است.

سهمیه بندی و ارزیابی بهداشتی میدان های مغناطیسی دائمی (PMF) در اماکن صنعتی و محل کار (جدول شماره 37) بسته به زمان قرار گرفتن در معرض کارگر در طول شیفت کاری و با در نظر گرفتن شرایط عمومی یا محلی به صورت متمایز انجام می شود. قرار گرفتن در معرض بیماری.

جدول شماره 37

استانداردهای بهداشتی PMF (جدول شماره 38) که توسط کمیته بین المللی پرتوهای غیریونیزان که تحت انجمن بین المللی حفاظت در برابر تشعشع فعالیت می کند، تهیه شده است.

میدان الکترومغناطیسی نوعی ماده است که در اطراف بارهای متحرک ایجاد می شود. به عنوان مثال، اطراف یک هادی با جریان. میدان الکترومغناطیسی از دو جزء تشکیل شده است - میدان های الکتریکی و مغناطیسی. آنها نمی توانند مستقل از یکدیگر وجود داشته باشند. یکی دیگری را به وجود می آورد. هنگامی که میدان الکتریکی تغییر می کند، بلافاصله یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی V=C/EMجایی که هو متربه ترتیب گذردهی مغناطیسی و دی الکتریک محیطی که موج در آن منتشر می شود. یک موج الکترومغناطیسی در خلاء با سرعت نور یعنی 300000 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند. از آنجایی که نفوذپذیری دی الکتریک و مغناطیسی خلاء برابر با 1 در نظر گرفته می شود. هنگامی که میدان الکتریکی تغییر می کند، میدان مغناطیسی ایجاد می شود. از آنجایی که میدان الکتریکی ایجاد کننده آن ثابت نیست (یعنی در طول زمان تغییر می کند)، میدان مغناطیسی نیز متغیر خواهد بود. میدان مغناطیسی در حال تغییر به نوبه خود یک میدان الکتریکی ایجاد می کند و غیره. بنابراین، برای میدان بعدی (خواه الکتریکی یا مغناطیسی)، منبع میدان قبلی خواهد بود، نه منبع اصلی، یعنی یک رسانای حامل جریان. بنابراین، حتی پس از قطع جریان در هادی، میدان الکترومغناطیسی به وجود خود ادامه می دهد و در فضا پخش می شود. یک موج الکترومغناطیسی در فضا در تمام جهات از منبع خود منتشر می شود. می توانید تصور کنید که یک لامپ روشن می شود، پرتوهای نور از آن در همه جهات پخش می شوند. یک موج الکترومغناطیسی در حین انتشار انرژی را در فضا حمل می کند. هر چه جریان در هادی که باعث میدان شده است قوی تر باشد، انرژی حمل شده توسط موج بیشتر است. همچنین انرژی بستگی به فرکانس امواج ساطع شده دارد که با افزایش آن به میزان 2.3.4 برابر، انرژی موج به ترتیب 4.9.16 برابر می شود. یعنی انرژی انتشار موج با مجذور فرکانس متناسب است. بهترین شرایط برای انتشار موج زمانی ایجاد می شود که طول هادی برابر با طول موج باشد. خطوط نیروی مغناطیسی و الکتریکی به طور متقابل عمود پرواز خواهند کرد. خطوط مغناطیسی نیرو یک هادی حامل جریان را در بر گرفته و همیشه بسته هستند. خطوط نیروی الکتریکی از یک بار به شارژ دیگر می روند. یک موج الکترومغناطیسی همیشه یک موج عرضی است. یعنی خطوط نیرو، اعم از مغناطیسی و الکتریکی، در صفحه ای عمود بر جهت انتشار قرار دارند. شدت میدان الکترومغناطیسی مشخصه قدرت میدان است. همچنین کشش یک کمیت برداری است، یعنی شروع و جهت دارد. شدت میدان به صورت مماس بر خطوط نیرو هدایت می شود. از آنجایی که شدت میدان های الکتریکی و مغناطیسی بر یکدیگر عمود هستند، قاعده ای وجود دارد که با آن می توان جهت انتشار موج را تعیین کرد. هنگامی که پیچ در کوتاه ترین مسیر از بردار شدت میدان الکتریکی به بردار شدت میدان مغناطیسی می چرخد، حرکت انتقالی پیچ جهت انتشار موج را نشان می دهد.

میدان مغناطیسی و ویژگی های آن هنگامی که جریان الکتریکی از یک هادی عبور می کند، الف یک میدان مغناطیسی. یک میدان مغناطیسی یکی از انواع ماده است. دارای انرژی است که به صورت نیروهای الکترومغناطیسی که بر روی بارهای الکتریکی متحرک منفرد (الکترون ها و یون ها) و بر جریان آنها، یعنی جریان الکتریکی اثر می کنند، ظاهر می شود. ذرات باردار متحرک تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیسی از مسیر اصلی خود در جهتی عمود بر میدان منحرف می شوند (شکل 34). میدان مغناطیسی تشکیل می شودفقط در اطراف بارهای الکتریکی متحرک، و عمل آن نیز فقط به بارهای متحرک گسترش می یابد. میدان های مغناطیسی و الکتریکیجدایی ناپذیر هستند و با هم یک واحد را تشکیل می دهند میدان الکترومغناطیسی. هر تغییری میدان الکتریکیمنجر به ظهور میدان مغناطیسی می شود و برعکس، هر تغییری در میدان مغناطیسی با ظهور میدان الکتریکی همراه است. میدان الکترومغناطیسیبا سرعت نور یعنی 300000 کیلومتر بر ثانیه منتشر می شود.

نمایش گرافیکی میدان مغناطیسیاز نظر گرافیکی، میدان مغناطیسی با خطوط مغناطیسی نیرو نشان داده می شود، که به گونه ای ترسیم می شوند که جهت خط نیرو در هر نقطه از میدان با جهت نیروهای میدان منطبق باشد. خطوط میدان مغناطیسی همیشه پیوسته و بسته هستند. جهت میدان مغناطیسی در هر نقطه را می توان با استفاده از یک سوزن مغناطیسی تعیین کرد. قطب شمال پیکان همیشه در جهت نیروهای میدانی قرار دارد. انتهای آهنربای دائمی که خطوط نیرو از آن خارج می شود (شکل 35، الف) قطب شمال در نظر گرفته می شود و طرف مقابل که شامل خطوط نیرو می شود، قطب جنوب (خطوط) می باشد. نیروی عبوری از داخل آهنربا نشان داده نمی شود). توزیع خطوط نیرو بین قطب های آهنربای مسطح را می توان با استفاده از براده های فولادی که روی یک ورق کاغذ قرار داده شده روی قطب ها پاشیده شده است تشخیص داد (شکل 35، ب). میدان مغناطیسی در شکاف هوا بین دو قطب موازی مخالف یک آهنربای دائمی با توزیع یکنواخت خطوط مغناطیسی نیرو مشخص می شود (شکل 36).