Характеристики электромагнитных излучений

Электромагнитные излучения

Лекция 16

Среди вредных производственных факторов, ухудшающих условия труда, значительное место занимают электромагнитные излучения радиочастот. Следствием их неблагоприятного воздействия на человека могут быть не только временное недомогание с частичным снижением работоспособности, но и серьезные заболевания, например катаракта и лучевая болезнь.

В настоящее время электромагнитные излучения нашли широкое применение не только в радиосвязи и радиолокации, они используются при обработке металлов, в медицине, радиотелеметрии, радионавигации и т. п. При этом генераторы электромагнитных излучений создают около себя зоны высокой ин­тен­сивности излучений (иногда весьма протяженные), в пределах которых могут оказаться не только ра­бо­чие места производственного персонала, но и территории жилой застройки. Опасность электро­магнитных из­лучений усугубляется еще и тем, что они невидимы и не обнаруживаются органами чувств, что в ряде слу­чаев вызывает пренебрежительное к ним отношение.

В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях.

Международная классификация электромагнитных волн по частотам приведена в таблице.

Международная классификация электромагнитных волн по частотам

Наименование частотного диапазона	Границы диапазона	Наименование волнового диапазона	Границы диапазона
Крайние низкие, КНЧ	3 - 30 Гц	Декамегаметровые	100 - 10 Мм
Сверхнизкие, СНЧ	30 – 300 Гц	Мегаметровые	10 - 1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ	0,3 - 3 кГц	Гектокилометровые	1000 - 100 км
Очень низкие, ОНЧ	3 - 30 кГц	Мириаметровые	100 - 10 км
Низкие частоты, НЧ	30 - 300 кГц	Километровые	10 - 1 км
Средние, СЧ	0,3 - 3 МГц	Гектометровые	1 - 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ	3 - 30 МГц	Декаметровые	100 - 10 м
Очень высокие, ОВЧ	30 - 300 МГц	Метровые	10 - 1 м
Ультравысокие,УВЧ	0,3 - 3 ГГц	Дециметровые	1 - 0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ	3 - 30 ГГц	Сантиметровые	10 - 1 см
Крайне высокие, КВЧ	30 - 300 ГГц	Миллиметровые	10 - 1 мм
Гипервысокие, ГВЧ	300 – 3000 ГГц	Децимиллиметровые	1 - 0,1 мм

По определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами.

Электрическое поле создается зарядами.

Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику.

Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, Е (В/м). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н (А/м). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В (Тл), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.

Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Область распространения электромагнитных волн от источника излучения условно подразделяют на три зоны:

- ближнюю (зону индукции),

- промежуточную (зону интерференции),

- дальнюю (волновую или зону излучения).

Ближняя зона имеет радиус, равный 1/6 длины волны (R<<l/2p) от излучателя. Дальняя зона начинается с расстояния от излучателя, равного примерно 6 длинам волн (R>l/2p). Между ними располагается промежуточная зона.

Для оценки электромагнитного поля (ЭМП) в этих зонах используются разные принципы. В ближней и промежуточной зонах электромагнитная волна ещё не сформирована. Поэтому интенсивность ЭМП в этих зонах оценивается раздельно напряжённостью электрической и магнитной составляющих поля. В дальней (волновой) зоне, в которой практически находятся рабочие места по обслуживанию СВЧ - аппаратуры, электромагнитная волна уже сформировалась. Здесь ЭМП оценивается не по напряжённости, а по энергии (мощности), переносимой волной в направлении своего распространения. Эта энергия оценивается плотностью потока энергии (ППЭ), т. е. количеством энергии, приходящейся в единицу времени на единицу поверхности (Вт/м²).

В "дальней" зоне излучения устанавливается связь между Е и Н:

Е = 377Н,

где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом.

Измеряют обычно только напряженность электрического поля E.

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны (l). Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются понятием частота (f).

ЭМП классифицируются по длине волны или частоте излучения и подразделяются на

- электрические волны,

- радиоволны,

- оптический диапазон (в т.ч. УФ и ИК-излучение),

- рентгеновское излучение,

- гамма-излучение.

Дата добавления: 2014-12-16