Основные характеристики электромагнитного излучения

Оглавление

Введение 3
1. Основные характеристики электромагнитного излучения 4
2. Источники электромагнитных излучений. Воздействие ЭМИ на организм
человека 6
Заключение 9
Список использованных источников 10

Введение

Актуальность темы. Сегодня жители мегаполисов, работники сферы интеллектуального труда часто жалуются на низкую работоспособность, плохое самочувствие, постоянную усталость. Причиной жалоб служит влияние электромагнитных излучений на живые организмы. Прогресс - достижение, удобство для человека. Но не для нашего тела, которое с каждым годом больше ощущает влияние природных изменений, плохой экологии, ненатурального питания.
Обилие антропогенных источников электромагнитного воздействия заставляет человечество искать способы защиты.
Факты свидетельствуют, что обычный уровень низкочастотного электромагнитного поля крупного промышленного города соответствует ситуации природной "магнитной бури".
Уже сегодня электромагнитное загрязнение окружающей среды, наряду с химическим и радиационным, – наиболее распространенный вид загрязнения, несущий опасные глобальные последствия и вызывающий большую обеспокоенность как ученых, так и населения.
Всемирная организация здравоохранения включила проблему электромагнитного загрязнения окружающей среды в перечень приоритетных проблем человечества.
Цель данной работы – охарактеризовать особенности, источники и воздействие электромагнитных излучений.
Основные характеристики электромагнитного излученияЭлектромагнитное излучение – электромагнитные волны, которые возбуждаются заряженными частицами, атомами, молекулами, антеннами и другими излучающими системами. Скорость распространения в вакууме равна скорости света (около 300 000 км/с).
Свое широкое применение электромагнитное излучение получило только в конце 19-го века, когда активно развивалась радиосвязь, посредством которой стало возможно общение на далеком расстоянии.
ЭМИ разделено на виды по характеристикам длины и частоты. Длина волн колеблется в таких диапазонах:
- Радиоволны (от 0,1 мм до 10 км и более) делятся на короткие, ультракороткие, средние, длинные и сверхдлинные. Ультракороткие радиоволны относятся к сверхвысокочастотным (СВЧ) волнам.
- Инфракрасные лучи (от 1 мм до 780 нм).
- Ультрафиолетовые лучи (от 380 мм до 10 нм). Видимый свет (от 780 мм до 380 нм).
- Рентген-излучение (от 10 нм до 5 пм).
- Гамма-лучи (до 5 пм).
Частота волн варьируется от 30 кГц (для радиоволн) до 6×10¹9 Гц и более (для гамма-лучей). Волны разной длины образуются разными способами:
- рентгеновские появляются тогда, когда быстро движущиеся электроны переходят в состояние с меньшей энергией вследствие торможения;
- ультрафиолетовое излучается вследствие движения ускоренных электронов;
- инфракрасное излучение испускается раскаленными предметами;
- радиоволны образуются из высокочастотных токов, движущихся по антеннам;
- ионизирующее гамма-излучение испускается в процессе ядерных реакций.
Вышеперечисленные виды волн поглощаются веществами неодинаково: рентгеновские и гамма-волны проникают сквозь ткани организма и почти не поглощаются, инфракрасные лучи проходят сквозь ряд непрозрачных объектов, при поглощении происходит нагрев вещества.
Характеристику любой электромагнитной волны составляют три основных параметра:
- Частота. Выражает количество гребней волны, проходящих в течение одной секунды. Мера измерения -герцы.
- Поляризация. Описывает колебания электромагнитных волн в поперечном направлении. Поляризованным излучение становится при волновых колебаниях, происходящих в одной плоскости. На практике данное явление можно встретить в кинотеатрах на сеансах 3Д. Посредством поляризации в 3Д-очках происходит разделение картинки.
- Длина. Представляет собой расстояние, соединяющее точки электромагнитного излучения, которые колеблются в пределах одной фазы.
Распространение электромагнитного излучения возможно в любой среде, начиная плотным веществом и заканчивая вакуумом. 
Электромагнитное излучение имеет энергию, основной характеристикой которой является ее напряженность. Существует постоянное и переменное поле электромагнитных волн.
Первое - характеризуется напряженностью, которая обуславливается силой, оказывающей каталитическое действие на токовый проводник. В качестве единицы напряжения выступает ампер. Переменная разновидность совмещает в себе магнитную и электрическую разновидности магнитных полей, которые расширяются в пространстве в виде волн.
Область распространения включает в себя три зоны: ближнюю – индукционную, промежуточную – интерференционную, дальнюю - волновую.
Источники электромагнитных излучений. Воздействие ЭМИ на организм человекаЗадоя Н.И. отмечает, что по природе возникновения источники ЭМИ бывают искусственными (электроприборы и механизмы) и природными (поле Земли, атмосферные явления, ядерный синтез) [2].
По происхождению природные источники ЭМП делятся на две группы:
1) поле Земли: постоянное электрическое и основное геомагнитное поле;
2) радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, галактики и пр.) при некоторых процессах, происходящих в атмосфере Земли (например, разряды молнии), при возбуждении колебаний в ионосфере Земли.
Измерения с помощью специальных электрических зондов показали наличие электрического поля у Земли с отрицательным зарядом и переменной во времени напряженностью. В среднем напряженность поля у самой поверхности Земли составляет 130 В/см, убывая с высотой по экспоненциальному закону. Годовые изменения сходны по характеру на всем земном шаре: максимум в январе – феврале (до 150-250 В/м) и минимум в июне – июле (100-120 В/м).
Вторая группа природных электромагнитных полей характеризуется наличием широкого диапазона частот. Частотный спектр простирается в диапазоне от сотен герц до десятков мегагерц. Максимум их интенсивности находится в пределах 10 кГц.
В соответствии с международной классификацией антропогенные (техногенные) источники электромагнитного поля делятся на две группы:
1-я группа – генерирующие крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 Гц до 3 кГц;
2-я группа – генерирующие излучение в радиочастотном диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц, включая микроволны (СВЧ-излучение) в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц.
К первой группе относятся, в первую очередь, все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, системы электропроводки, различные кабельные системы и пр.); различные промышленные технологические установки, бытовая и офисная электро- и электронная техника и т.д.; электрифицированные железные дороги, метро, троллейбусы, трамваи.
Вторая группа источников отличается большим разнообразием как по назначению, так и по режимам излучения. Основную массу составляют так называемые функциональные передатчики – это источники ЭМП в цепях передачи или получения информации, излучающие ее контролируемым образом в окружающую среду
А. С. Корепанова указывает, что главными источниками электромагнитного излучения в нынешней жизни человека являются:
- электротранспорт - трамваи, троллейбусы, электропоезда [3].
- линии электропередач - городское освещение, высоковольтные линии.
- бытовые электроприборы.
- теле- и радиостанции - транслирующие антенны.
- спутниковая и сотовая связь - транслирующие антенны.
- радары.
- персональные компьютеры.
По мнению А.М Гайзетдиновой и Г.А. Гайсиной, механизм воздействия электромагнитных волн на биологические объекты недостаточно изучен. В постоянном электрическом поле молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются [1].
Возможный вред здоровью во многом зависит непосредственно от частоты излучения. При постоянном нахождении в зонах, когда параметры напряжённости превышают предельно допустимые уровни, возможны следующие негативные последствия для здоровья:
Нарушения деятельности нервной системы, которые становятся причиной депрессий, головных болей, появления беспричинного страха.
Проблемы с сердечно-сосудистой системой, выливающиеся в общую усталость, изменение состава крови.
Страдают и другие системы организма, в том числе и мочеполовая, наблюдается общее снижение иммунитета.
Особо опасным считаются сверхчастотные излучения (более 300 МГц), которые становятся причиной появления различных патологий, включая и злокачественные опухоли.
Опасность рентгеновского, гамма-излучения общеизвестна, именно они становятся причиной лучевой болезни.
Самым эффективным способом защиты считается снижение мощности излучающих источников или простой уход из зоны его воздействия. Но если в домашних условиях, благодаря действующим СНиП и СанПиН, показатели напряжённости редко превышают действующие нормативы, то в производственных условиях избежать такого воздействия удаётся не всегда.
Основные методы защиты от электромагнитных излучений по мнению Н.В. Крепша заключаются в следующем:
а) рациональное размещение излучающих и облучающих объектов, исключающее или ослабляющее воздействие излучения на персонал;
б) ограничение места и времени нахождения работающих в электромагнитном поле;
в) защита расстоянием, то есть удаление рабочего места от источника электромагнитных излучений;
г) уменьшение мощности источника излучений;
д) использование поглощающих или отражающих экранов;
е) применение средств индивидуальной защиты и некоторые др. [4].
Заключение

В результате проделанной работы необходимо сформулировать основные выводы.
Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) – распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей, которые обычно рассматриваются с единых позиций, как электромагнитное поле.
Электромагнитное излучение – это волны, которые формируют антенны и лампы накаливания, динамики аудиосистем и нагревательные элементы, звезды и заряженные частицы.
По природе возникновения источники ЭМИ бывают искусственными (электроприборы и механизмы) и природными (поле Земли, атмосферные явления, ядерный синтез).
Продолжительное воздействие электромагнитных излучений на организм приводит к развитию многих заболеваний, включая генетические мутации. Это объясняется высокой биологической активностью ЭМП.
Человек подвергается облучению не только в производственных условиях, но и в бытовых - в квартире или транспорте. Излучения могут воздействовать на организм местно и на масштабном уровне. Последний вариант характерен для линий электропередач, примером местного влияния может служить мобильный телефон. Воздействие с накопительным эффектом, постепенно причиняет вред головному мозгу и другим органам.
Не стоит думать, что электромагнитное излучение играет только отрицательную роль, оказывая негативное влияние на организм человека. С его помощью реализованы многие технологические решения - беспроводная связь и интернет, медицинское оборудование, вооружение, простые микроволновки и другие простые устройства. Главное - соблюдать правила безопасности.
Список использованных источников

Гайзетдинова А.М., Гайсина Г.А. Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека // Международный студенческий научный вестник. – 2018. – № 3-1.;URL: http://www.eduherald.ru/ru/article/view?id=18230 (дата обращения: 22.03.2020).
Задоя Н.И. Электромагнитная безопасность: Учебное пособие для бакалавров направления «Электроэнергетика и электротехника» / Рубцовский индустриальный институт. – Рубцовск, 2014.
Корепанова А. С. Электромагнитное излучение, его воздействие на человека // Молодой ученый. 2017. №37. С. 7-10.
Крепша Н.В. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие для иностранных студентов / Н.В. Крепша; Национальный исследовательский Томский политехнический университет –Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2014.