Электромагнитное поле

Виды и характеристики волн

Окружающий нас электромагнитный фон создается различными видами излучений. В том числе выделяют такие основные виды ЭМ волн:

  • Радиоволны – электромагнитные поля, создаваемые при работе оборудования и бытовых приборов, а также в результате атмосферных явлений. В зависимости от длины волны бывают ультракороткими, короткими, средними, длинными и сверхдлинными.
  • Инфракрасное излучение. Световое излучение с длиной волны от 1 мм до 780 нм и частотой до 429 ТГц.
  • Световое излучение видимого спектра. Длина волны составляет 400-780 нм при частоте в пределах 790-385 ТГц.
  • Ультрафиолетовое излучение. Длина волны меньше 400 нм, может доходить до 10 нм. Частота – до 3х1016 Гц.
  • Рентгеновское излучение. Длина в диапазоне от 10 нм до 5пм. Частота – до 3х1019 Гц.
  • Гамма излучение. Все электромагнитные волны с длиной волны меньше, а частотой – больше рентгеновского излучения.

Физические свойства

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия — предмет изучения электродинамики, с классической точки зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой — квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач — очень и очень хорошим.

В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определённой частотой и волновым вектором различаются на один фотон).

Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.

Существует теория (входящая в Стандартную модель), объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено её отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, а также теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность. Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них, по меньшей мере, недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.

2.2 Основные характеристики электромагнитного поля.

Электрическое
поле
характеризуетсянапряженностью
электрического поля
(обозначение
«E», размерность СИ – В/м,
вектор).Магнитное полехарактеризуетсянапряженностью магнитного поля(обозначение «H», размерность
СИ – А/м, вектор). Измерению обычно
подвергается модуль (длина) вектора.

Электромагнитные волныхарактеризуютсядлиной волны(обозначение «»,
размерность СИ — м), излучающий их источник
частотой(обозначение – «»,
размерность СИ — Гц). На рисунке Е –
вектор напряженности электрического
поля,H– вектор напряженности
магнитного поля.

При частотах 3 – 300
Гц в качестве характеристики магнитного
поля может также использоваться понятие
магнитной индукции(обозначение
«B», размерность СИ — Тл).

Постоянное электромагнитное поле

Постоянным электромагнитным полем будем называть поле, которое не зависит от времени. Потенциалы постоянного поля можно выбрать так, чтобы они не зависели от времени, а были только функциями координат. При этом постоянное магнитное поле можно определить через векторный потенциал ($\overrightarrow{A}$):

Постоянное электрическое поле запишем как:

Так, постоянное электрическое поле определяется только скалярным потенциалом, а магнитное поле — векторным потенциалом.

Замечание 2

При этом необходимо отметить, что потенциалы поля определяются неоднозначно. Если описывать электромагнитное поле с помощью потенциалов, которые не зависят от времени, то к скалярному потенциалу можно добавить любую константу, не изменив поля. Произвол в скалярном потенциале убирают, накладывая на $цo$ дополнительное условие, например, требуя, чтобы он имел определенную величину, в какой — то точке, например, был равен нулю в бесконечности. Векторный потенциал неоднозначен для постоянного электромагнитного поля, если к нему добавить градиент любой функции координат, то поле не изменится.

В том случае, если напряженность поля во всех точках пространства одинакова, то такое поле называют однородным. Скалярный потенциал однородного электрического поля можно выразить как:

Проверим справедливость данного утверждения. Найдем градиент от правой и левой частей выражения (3), учитывая, что $\overrightarrow{E}=const$:

Векторный потенциал однородного магнитного поля можно выразить как:

Проверим данное утверждение, для этого найдем ротор от векторного произведения в правой части выражения (5), при этом учтем, что $\overrightarrow{H}=const$.

где $div\overrightarrow{r}=3.$

Как проверить уровень электромагнитного излучения в домашних условиях

Точно обрисовать, как обстоят дела с электромагнитным излучением в вашем доме, могут только специалисты. Когда в службу СЭС поступает объявление о превышении допустимой нормы ЭМИ, на место выезжают работники со специальными приборами, позволяющими получить точные данные. Показатели обрабатываются. Если они завышены, предпринимаются определенные меры. Первым делом выясняют причину неполадки. Это может быть ошибка в строительстве, проектировании, неправильная эксплуатация.

Watch this video on YouTube

Для самостоятельного определения степени излучения понадобятся отвертка с индикатором и радиоприемник.

  1. Выдвиньте антенну из приемника;
  2. Прикрутите к ней проволочную петлю диаметром 40 см;
  3. Настройте радио на пустую частоту;
  4. Обойдите помещение. Прислушивайтесь к звукам приемника;
  5. Место, где слышатся отчетливые звуки, и является источником излучения;
  6. Поднесите индикаторную отвертку со светодиодом. Индикатор станет красным, а интенсивность цвета скажет о силе излучения.

Увидеть значение в цифрах позволит ручной прибор. Он работает на разных частотах и улавливает напряжение электромагнитного поля. Прибор настраивается на нужный режим частот, выбирая единицы измерения: вольт/метр или микроватт/см2, отслеживает выбранную частоту и выводит результат на компьютер.

Также хорошим прибором является АТТ-2592. Устройство портативное, имеет дисплей с подсветкой. Измерение выполняет изотропным методом, автоматически выключается через 15 минут.

Примечания

  1. Подразумевается распространение со слабым убыванием по интенсивности; в вакууме подразумевается убывание с расстоянием от источника медленнее, чем убывание статического (кулоновского) поля; плоская электромагнитная волна — пока приближение плоской волны верно и в пренебрежении поглощением (или в идеальном вакууме) — вообще не убывает по амплитуде, сферическая — убывает медленнее, чем соответственно напряженность или потенциал в законе Кулона.
  2. Параметр m (масса) в уравнении Клейна-Гордона для электромагнитного поля равен нулю (иначе говоря, это означает, что электромагнитный потенциал подчиняется — в определённой калибровке — просто волновому уравнению. С этим связан факт, что фотон (в вакууме) нельзя — как и любую безмассовую частицу — остановить, он всегда движется с одной и той же скоростью — скоростью света.
  3. В наиболее простой интерпретации это означает, что электромагнитное поле непосредственно не взаимодействует само с собой, то есть что электромагнитное не имеет электрического заряда. Фотон не может сам непосредственно излучить или поглотить другой фотон.
  4. При применении терминов в узком смысле калибровочными считаются только векторные поля; но мы, во всяком случае, обозначим здесь векторный характер электромагнитного поля явно.
  5. Калибровочным электромагнитное поле является при рассмотрении его во взаимодействии с электрически заряженными частицами; понятие калибровочного поля всегда подразумевает подобное взаимодействие (подобное в каком-то смысле; конкретный способ взаимодействия может заметно отличаться).

2.3 Классификация электромагнитных полей.

Наиболее применяемой
является так называемая «зональная»
классификация электромагнитных полей
по степени удаленности от источника/носителя.

По этой классификации
электромагнитное поле подразделяется
на «ближнюю» и «дальнюю» зоны.
«Ближняя» зона (иногда называемаязоной
индукции
) простирается до расстояния
от источника, равного 0-3,
где- длина порождаемой
полем электромагнитной волны. При этом
напряженность поля быстро убывает
(пропорционально квадрату или кубу
расстояния до источника). В этой зоне
порождаемая электромагнитная волна
еще не полностью сформирована.

«Дальняя» зона –
это зона сформировавшейся электромагнитной
волны. Здесь напряженность поля убывает
обратно пропорционально расстоянию до
источника. В этой зоне справедливо
экспериментально определенное соотношение
между напряженностями электрического
и магнитного полей:

E
= 377
H

где
377 – константа, волновое сопротивление
вакуума, Ом.

Электромагнитные
волны
принято классифицировать по
частотам:

Наименование
частотного диапазона

Границы
диапазона

Наименование
волнового диапазона

Границы
диапазона

Крайние
низкие, КНЧ

Гц

Декамегаметровые

Мм

Сверхнизкие,
СНЧ

Гц

Мегаметровые

Мм

Инфранизкие,
ИНЧ

Кгц

Гектокилометровые

км

Очень
низкие, ОНЧ

Кгц

Мириаметровые

км

Низкие
частоты, НЧ

Кгц

Километровые

км

Средние,
СЧ

МГц

Гектометровые

км

Высокие,
ВЧ

МГц

Декаметровые

м

Очень
высокие, ОВЧ

МГц

Метровые

м

Ультравысокие,
УВЧ

ГГц

Дециметровые

м

Сверхвысокие,
СВЧ

ГГц

Сантиметровые

см

Крайне
высокие, КВЧ

ГГц

Миллиметровые

мм

Гипервысокие,
ГВЧ

ГГц

Децимиллиметровые

мм

Измеряют обычно
только напряженность электрического
поля E. При частотах выше
300 МГц иногда измеряетсяплотность
потока энергии
волны, или вектор
Пойтинга (обозначение «S»,
размерность СИ – Вт/м2).

Негативное влияние электромагнитных полей

Электромагнитное поле может оказывать негативное влияние на окружающую среду и на здоровье человека.

Воздействие на природу

Фактор электромагнитного загрязнения окружающей среды служит одним из основных видов негативного техногенного воздействия на природу. ЭМ поле влияет на развитие растений и животных.

Влияние на животных и растения

Установлено, что электромагнитное загрязнение создает неблагоприятные условия для жизнедеятельности живых организмов. Так, вблизи ЛЭП замедляется рост растений, происходит изменение размеров и формы плодов, меняются цветки и стебли.

Электромагнитный фон, значительно превышающий нормальный природный уровень, негативно отражается на здоровье животных. В том числе установлено воздействие на нервную систему, что проявляется повышением агрессии, ухудшением сна и другими симптомами. У молодых животных замедляется рост. Также действие ЭМИ отражается на обмене веществ животных, на репродуктивной функции.

Механизм воздействия на организм человека

Электромагнитный смог постоянно окружает человека и оказывает мощное воздействие на здоровье. Механизм этого воздействия связан с разными факторами. Основным из них считается изменение свойств воды, которая является основой живой клетки. Это вызывает нарушения на клеточном уровне, которые могут иметь угрожающие здоровью последствия. Также зоне действие электротехнических приборов происходит нагрев тканей организма.

Результат длительного действия ЭМИ выражается в нарушениях со стороны большинства систем организма.

Влияние на нервную систему

Нервная система человека – самая уязвимая к электромагнитному излучению часть организма. В результате действия поля на клетки нарушается проницаемость ее мембраны для ионов кальция. Это приводит к тому, что в работе нервной системы возникают сбои со следующими клиническими проявлениями:

  • изменения электроэнцефалограммы головного мозга;
  • нарушения памяти;
  • замедленная реакция;
  • развитие депрессивных состояний.

Влияние на иммунную систему

Электромагнитное загрязнение является фактором, который негативно отражается на иммунной системе. Установлено, что регулярное воздействие ЭМИ вызывает общее ослабление иммунитета. Кроме того, может развиваться аутоиммунитет, что создает серьезную угрозу для здоровья.

Влияние на эндокринную систему

Воздействие ЭМИ на эндокринную систему приводит к повышению интенсивности выработки адреналина, и кортизола. Эти вещества относятся к гормонам стресса. Поэтому их выброс в организм может приводить к серьезным сбоям с такими проявлениями:

  • повышение раздражительности и возбудимости;
  • бессонница, нарушения сна;
  • перепады артериального давления;
  • слабость, головокружения и т.д.

Другие возможные реакции

Электросмог вызывает нарушения и во многих других системах организма

Примером может служить действие на сердечно-сосудистую систему, связанное с ухудшением проводимости миокарда, нарушениями сердечного ритма и другими сбоями, каким необходимо уделять серьезное внимание в связи с опасностью для жизни

Также демонстрирует уязвимость половая система. У женщин это проявляется сбоями в работе яичников. Воздействие электромагнитного загрязнения на мужчин к снижению подвижности сперматозоидов. Еще одним последствием становится проявление генетических нарушений у детей.

Математическое описание

Есть разные математические способы представления электромагнитного поля. Первый рассматривает электрическое и магнитное поля как трехмерные векторные поля . Каждое из этих векторных полей имеет значение, определенное в каждой точке пространства и времени, и поэтому часто рассматриваются как функции пространственных и временных координат. Таким образом, они часто записываются как E (x, y, z, t) ( электрическое поле ) и B (x, y, z, t) ( магнитное поле ).

Если только электрическое поле ( E ) не равно нулю и постоянно во времени, то говорят, что это электростатическое поле . Точно так же, если только магнитное поле ( B ) не равно нулю и постоянно во времени, поле называется магнитостатическим полем . Однако, если электрическое или магнитное поле зависит от времени, то оба поля должны рассматриваться вместе как связанное электромагнитное поле с использованием уравнений Максвелла .

С появлением специальной теории относительности физические законы стали восприимчивы к формализму тензоров . Уравнения Максвелла можно записать в тензорной форме, которая обычно рассматривается физиками как более элегантное средство выражения физических законов.

Поведение электрических и магнитных полей, будь то электростатика, магнитостатика или электродинамика (электромагнитные поля), регулируется уравнениями Максвелла. В формализме векторного поля это:

∇⋅Eзнак равноρε{\ Displaystyle \ набла \ cdot \ mathbf {E} = {\ гидроразрыва {\ rho} {\ varepsilon _ {0}}}}( Закон Гаусса )
∇⋅Bзнак равно{\ Displaystyle \ набла \ cdot \ mathbf {B} = 0}( Закон Гаусса для магнетизма )
∇×Eзнак равно-∂B∂т{\ displaystyle \ nabla \ times \ mathbf {E} = — {\ frac {\ partial \ mathbf {B}} {\ partial t}}}( )
∇×Bзнак равноμJ+με∂E∂т{\ displaystyle \ nabla \ times \ mathbf {B} = \ mu _ {0} \ mathbf {J} + \ mu _ {0} \ varepsilon _ {0} {\ frac {\ partial \ mathbf {E}} { \ partial t}}}( )

где — плотность заряда, которая может (и часто зависит) от времени и положения, — диэлектрическая проницаемость свободного пространства, — проницаемость свободного пространства, а J — вектор плотности тока, также являющийся функцией времени и положения. Используемые выше единицы являются стандартными единицами СИ. Внутри линейного материала уравнения Максвелла изменяются путем переключения проницаемости и диэлектрической проницаемости свободного пространства с проницаемостью и диэлектрической проницаемостью рассматриваемого линейного материала. В других материалах, которые обладают более сложной реакцией на электромагнитные поля, эти члены часто представлены комплексными числами или тензорами.
ρ{\ displaystyle \ rho}ϵ{\ displaystyle \ epsilon _ {0}}μ{\ displaystyle \ mu _ {0}}

Закон силы Лоренца регулирует взаимодействие электромагнитного поля с заряженным веществом.

Когда поле перемещается в другую среду, свойства поля изменяются в соответствии с различными граничными условиями. Эти уравнения получены из уравнений Максвелла. Тангенциальные составляющие электрического и магнитного полей на границе двух сред следующие:

E1знак равноE2{\ Displaystyle \ mathbf {E} _ {1} = \ mathbf {E} _ {2}}
ЧАС1знак равноЧАС2{\ Displaystyle \ mathbf {H} _ {1} = \ mathbf {H} _ {2}} (без тока)
D1знак равноD2{\ Displaystyle \ mathbf {D} _ {1} = \ mathbf {D} _ {2}} (бесплатно)
B1знак равноB2{\ Displaystyle \ mathbf {B} _ {1} = \ mathbf {B} _ {2}}

Угол преломления электрического поля между средами связан с диэлектрической проницаемостью каждой среды:
(ε){\ Displaystyle (\ varepsilon)}

загар⁡θ1загар⁡θ2знак равноεр2εр1{\ displaystyle {\ frac {\ tan \ theta _ {1}} {\ tan \ theta _ {2}}} = {\ frac {\ varepsilon _ {r2}} {\ varepsilon _ {r1}}}}

Угол преломления магнитного поля между средами связан с проницаемостью каждой среды:
(μ){\ Displaystyle (\ му)}

загар⁡θ1загар⁡θ2знак равноμр2μр1{\ displaystyle {\ frac {\ tan \ theta _ {1}} {\ tan \ theta _ {2}}} = {\ frac {\ mu _ {r2}} {\ mu _ {r1}}}}

Физические свойства

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия — предмет изучения электродинамики, с классической точки зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой — квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач — очень и очень хорошим.

В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определённой частотой и волновым вектором различаются на один фотон).

Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.

Существует теория (входящая в Стандартную модель), объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено её отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, а также теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность. Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них, по меньшей мере, недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.

Электрическое, магнитное и электромагнитное поле

Наиболее сложные понятия, с которыми приходится сталкиваться при изучении электротехники и радиотехники, — это понятия об электрическом, магнитном и электромагнитном поле. И дело здесь, пожалуй, не в том, что электрическое или магнитное поля нельзя увидеть или потрогать рукой. Ведь мы довольно четко, хотя и упрощенно, представляем себе атом, несмотря на то что посмотреть на него не можем.

Основная трудность состоит в том, что невозможно представить себе какую-нибудь модель поля подобно тому, как мы рисуем в своем воображении упрощенную модель атома. Понятие об электрическом, магнитном и электромагнитном полях лучше всего взять из простейших опытов. Затем можно будет дополнить и развивать эти понятия, используя огромные достижения математики и физики в области изучения полей.

Электрическое поле возникает вокруг всякого электрического заряда или вокруг предмета, на котором имеется избыток зарядов какого-нибудь одного знака. Мы потерли о шерсть пластмассовую палочку дли обычную гребенку, создав на ней избыток отрицательных зарядов, и пространство вокруг гребенки приобрело какие-то особые свойства: мелкие клочки бумаги, попадая в это пространство, начинают притягиваться к ней. Каким образом наэлектризованная гребенка действует на клочки бумаги? Может быть, действие электрических сил передается через частицы окружающего воздуха?

Электромагнитное поле

Ни в коем случае! Если мы проделаем свой опыт в пустоте, то клочки бумаги будут так же притягиваться к гребенке, как и в воздухе или в каком-либо другом газе (рис. 25). Значит, дело здесь не в молекулах, атомах или других частицах окружающей среды. Значит, вокруг электрического заряда (в данном случае вокруг наэлектризованной гребенки) существует какое-то особое состояние пространства, какая-то особая форма материи, через которую и передается действие электрических сил. Эта особая форма материи, существующая наряду с такой известной нам формой материи, как вещество, и есть электрическое поле.

Науке уже многое известно об электрическом поле. Известно, например, что оно обладает определенной массой и запасом энергии (в нашем опыте эта энергия расходуется на перемещение к гребенке клочков бумаги). Многого об электрическом поле мы еще не знаем, однако факт его существования, подтвержденный многочисленными опытами, не может вызывать никаких сомнений.

Другая особая форма материи, существование которой также подтверждается опытами, — это магнитное поле. Магнитное поле появляется как следствие движения электрических зарядов. В этом легко убедиться, если поднести компас к проводнику, по которому течет постоянный ток (рис. 7). Под действием магнитного поля, возникающего вокруг проводника с током, стрелка компаса несколько отклонится, так же как она отклонилась бы под действием обычного магнита. Магнитное поле, как и электрическое, обладает запасом энергии (в нашем примере часть этой энергии расходуется на поворот стрелки компаса).

Электрическое и магнитное поля тесно связаны с электрическим зарядом или его движением: уберите заряд — и электрическое поле исчезнет; прекратите ток в цепи — и магнитного поля нет. Но можно получить электрическое и магнитное поля, а точнее, более сложное, электромагнитное поле, не связанное с электрическими зарядами, как бы оторванное от них.

Электромагнитное поле имеет черты как электрического поля (как говорят, имеет электрическую составляющую), так и магнитного поля (магнитная составляющая). Это значит, что электромагнитное поле могло бы при определенных условиях и поворачивать стрелку компаса, подобно магнитному полю, и перемещать электрические заряды, подобно электрическому полю. Электрическая и магнитная составляющие тесно связаны между собой, и каждая из них обладает запасом энергии, определяющим энергию всего электромагнитного поля.

Электромагнитное поле возникает при любом, даже незначительном изменении тока в проводнике. Изменяясь вместе с током, оно воздействует на соседние участки пространства, передает им свою энергию, и в этих, соседних участках также образуется электромагнитное поле. Таким образом, во все стороны от проводника, со скоростью света — 300 000 км/сек — все дальше и дальше движется волна электромагнитного поля, перенося с собой запасы энергии, которые она получила еще в месте своего возникновения.

Читать дальше — Характеристики электромагнитного поля

Связь с другими физическими полями и сравнение с ними

Электромагнитное поле, являющееся одной из четырех фундаментальных сил природы, полезно сравнивать с гравитационным , сильным и слабым полями. Слово «сила» иногда заменяется словом «взаимодействие», потому что современная физика элементарных частиц моделирует электромагнетизм как обмен частицами, известный как калибровочные бозоны .

Электромагнитные и гравитационные поля

Источники электромагнитного поля состоят из двух типов заряда — положительного и отрицательного. Это контрастирует с источниками гравитационного поля — массами

Масса иногда описывается как гравитационные заряды , важной особенностью которых является то, что существуют только положительные массы и нет отрицательных масс. Кроме того, гравитация отличается от электромагнетизма тем, что положительные массы притягивают другие положительные массы, тогда как одинаковые заряды в электромагнетизме отталкиваются друг от друга.

Относительные силы и диапазоны четырех взаимодействий и другая информация представлены в таблице ниже:

Теория Взаимодействие посредник Относительная величина Поведение Диапазон
Хромодинамика Сильное взаимодействие глюон 10 38 1 10 −15 м
Электродинамика Электромагнитное взаимодействие фотон 10 36 1 / r 2 бесконечный
Флаводинамика Слабое взаимодействие W- и Z-бозоны 10 25 От 1 / r 5 до 1 / r 7 10 −16 м
Геометродинамика Гравитация гравитон (предположительно) 10 1 / r 2 бесконечный

Физические свойства

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия — предмет изучения электродинамики, с классической точки зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой — квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач — очень и очень хорошим.

В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определённой частотой и волновым вектором различаются на один фотон).

Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.

Существует теория (входящая в Стандартную модель), объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено её отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, а также теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность. Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них, по меньшей мере, недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.

Электромагнитные излучения: источники и причины

Почему микроволновые печи, сотовые телефоны, Wi-Fi используют строго определенные участки спектра? Волны затухают в тумане. Платим, чтобы послания быстро поглощались средой, водой, организмом, содержащим 60 – 65% воды.

Пока держим рукой трубку телефона, наберемся электромагнитной энергии. Принцип действия микроволновой печи. Решили провести эксперимент: нашли в магазине бесконтактную отвертку-индикатор со световой, звуковой сигнализацией, исследовали домашнюю печь СВЧ. Проделали следующее:

Типичный мастер исследования

  1. Магнетрон выключается на малую мощность, завышенные режимы избегали использовать. Излучение было минимальным, меньше модель СВЧ-печи не выставляет.
  2. В первой части опыта микроволновка подключена к розетке, снабжена защитным заземлением, оформленным по европейским стандартам. Видно, сверху спускается кабель-канал, допускается стандартами.
  3. Во второй части опыта использован удлинитель, лишенный лепестков заземления. Получилось нарушение технологии европейских стандартов. Смотрите результат, вызванный электромагнитным излучением.

Напоминаем, бесконтактная отвертка-индикатор внутри корпуса содержит активные усилительные элементы, работающие от простенькой батарейки. Принимает слабые сигналы внешних источников. Принцип действия напоминает советскую отвёртку-индикатор. Фаза находится прикосновением к токонесущей части. Однако активная усилительная часть вводит немалые коррективы:

  • Благодаря высокой чувствительности, щуп бесконтактной отвертки-индикатора работает, подражая приемной антенне.
  • Чутко реагирует на диапазон 50 Гц в силу предназначения. При контактном способе регистрируется наличие фазы всегда, на дистанции засекается только электромагнитное излучение, образуемое движением тока. Провод без нагрузки сигнала не даст.
  • Отвертка-индикатор демонстрирует 2-3 диапазона чувствительности (см. фото). В нашем случае использован максимальный для пущей наглядности.

Кнопка установки чувствительности

Результаты опыта потрясающие, действие электромагнитного излучения представлено снимками:

  1. Первое фото показывает: защита против электромагнитного излучения реализуется путем подключения прибора в оборудованную по правилам европейской розетки. Корпус, будучи заземлен, образует экран. Иначе половина излучения пойдет наружу, вторая вредит внутри печи СВЧ, вызывая паразитные эффекты.

    Розетка с заземлением

  2. Второе фото показывает: в случае верного подключения отвертка-индикатор на высоком уровне чувствительности молчит, будучи приближена вплотную к корпусу. Означает, уровень электромагнитного излучения пренебрежимо мал, воздействие на организм не отмечается.

    Отсутствие электромагнитного поля

  3. Следующее фото демонстрирует старенький удлинитель, где отсутствует лепесток заземления. Правильно поставленная европейская розетка теперь бездействует. Результат поразителен! Прибор дает столь сильные электромагнитные поля, чувствуются на удалении 30 см (минимум) от микроволновой печи. Показали на снимке световую индикацию зеленого огонька (не значит «безопасно»), от трещотки-зуммера отвертки-индикатора можно оглохнуть.

Подключение без заземления

Наличие электромагнитного поля

Делайте выводы. Влияние на человека излучения 2,4 ГГц давно доказано (оспорено судом, права исследователя восстановлены следующей инстанцией), длина волны печи СВЧ та самая, энергия столь велика (без заземления), что вызывает срабатывание индикатора на значительном расстоянии. Потрудитесь прокладывать электрику, как предписывают стандарты. Розетки следует оборудовать лепестками заземления, чтобы корпус техники подавлял воздействие электромагнитных излучений, служа экраном.

Это интересно: Сгорела бытовая техника из-за отключенного нулевого провода

admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий