Виды электромагнитных волн – Электромагнитные волны, что является источником, скорость в вакууме, виды эмв, применение, среда распространения и интенсивность, кто открыл электромагнитные волны — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

электромагнитные волны и виды излучений

В данной статье мы подробно разберем раздел физики — оптику. Рассмотрим все виды волн: электромагнитные волны, гамма, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное излучения, микроволны, радиоволны, а так же механические волны. Помимо этого, расскажем что такое интерференция и дифракция.

Введение

Оптика — это область физики, которая занимается явлениями, связанными со светом. Она пытается объяснить, что такое свет, какова его природа и какие законы управляют поведением света. Оптика также исследует влияние света на окружающую материю и способ его распространения в этом вопросе. Первоначально, оптика занималась только изучением белого света, но она создавала инструменты, которые позволяют использовать и другие виды излучения: инфракрасное или ультрафиолетовое. Оптика также занимается использованием света в технике.

Оптика разделена на несколько разделов:

Геометрическая оптика — это старейшее отделение оптики. Сегодня это своего рода основа для понимания более глубокой природы света. В геометрической оптике свет воспринимается как совокупность световых лучей, которые являются своего рода струйкой света. Эти лучи распространяются в пространстве по прямым линиям. Геометрическая оптика не объясняет, что такое свет на самом деле, а лишь говорит о том, что в материи он распространяется по прямым линиям, отражает, когда он сталкивается с другим центром , и разрушается, когда он входит в этот центр.

Волновая оптика — имеет дело с явлениями, в которых раскрывается волновая природа света. Эти явления являются интерференцией, дифракцией или поляризацией. Согласно волновой оптике, свет — это электромагнитная волна, а основными законами, которые описывают его распространение в пространстве, являются уравнения Максвелла.

Спектроскопия — это раздел оптики, который изучает спектры света, излучаемого различными элементами. Благодаря исследованиям, проведенным по спектрам поглощения и излучения газов, в начале двадцатого века было создано много новых теорий, описывающих структуру света и вещества. Свет также воспринимался как поток частиц — фотонов, и, в свою очередь, природа вещества была известна. Тогда же родилась квантовая механика.

Квантовая оптика — создана с появлением квантовой механики. Этот раздел оптики посвящен описанию света как потока фотонов — безмассовых частиц. В результате свет приобретает новые физические параметры, такие как импульс, давление или энергия. Взаимодействие фотонов с веществом можно сравнить со столкновениями малых сфер. Квантовая оптика в сочетании с атомной физикой и спектроскопией являются очень важным инструментом для астрономических исследований. Благодаря им можно определить, какие элементы, где они находятся во Вселенной и какие составляющие являются конкретными звездами, планетами или галактиками.

Основное предположение оптики заключается в том, что проходящий через вещество пучок света не влияет на распространение другого пучка. Это примерно верно для лучей с относительно низкой интенсивностью. Однако в случае высокой интенсивности поток одного луча света влияет на другой, а также на самого себя. Нелинейная оптика справляется с этими проблемами.

Волны

С физической точки зрения, волна — это беспорядок, который распространяется в данном центре, это периодические изменения определенного размера. Волна создается благодаря тому, что точки данного центра связаны друг с другом, благодаря чему можно перемещать беспорядок. Волна не сопровождается каким-либо переносом вещества — точки центра не перемещаются вместе с волной. Волна переносит энергию.

Мы различаем различные типы волн, которые делятся по нескольким причинам:

Относительно направления колебаний точек центра, в котором распространяется волна, мы различаем:

продольные волны — точки центра вибрируют параллельно направлению распространения волны.
поперечные волны — центральные точки вибрируют перпендикулярно направлению распространения волны.

Однако, когда дело доходит до направления распространения волны, мы различаем:

плоские волны — направление распространения волны одно
круговые волны — волна распространяется во всех направлениях на определенной плоскости
сферические волны — волна распространяется во всех направлениях во всем пространстве.

Мы также различаем волны по их физическим свойствам и центрам, в которых они распространяются. В случае света он также отображает волновую природу. В этом случае мы имеем дело с электромагнитной волной.

Электромагнитные волны

Долгое время считалось, что электрические и магнитные явления совершенно не связаны друг с другом. Однако в девятнадцатом веке было обнаружено, что это явления, которые можно описать одной теорией — теорией электромагнетизма. Согласно этой теории, электрическое и магнитное поля тесно связаны и образуют одно поле — электромагнитное поле. Электромагнитные взаимодействия являются одним из четырех фундаментальных взаимодействий, наблюдаемых в природе. Наиболее известными законами, описывающими электромагнитные явления, являются 4 уравнения Максвелла. Общая форма этих уравнений может показаться немного сложной для тех, кто не знает определения интеграла или производной, но их содержание легко объяснимо. Ну, первое уравнение Максвелла говорит, что переменное электрическое поле генерирует вихревое магнитное поле, в то время как второе уравнение говорит что переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле. Более того, эти уравнения также показывают, что максимальная скорость, с которой электромагнитное поле может двигаться в пространстве — это скорость света. Такое поле тогда является электромагнитной волной. Так что эта волна действительно такое электрическое и магнитное поле. Электрическое поле описывает вектор электрического поля Е и вектор магнитного поля магнитной индукции B. Оба эти поля являются переменными, и описывающие их векторы перпендикулярны друг другу, а также направлению, в котором электромагнитная волна распространяется в пространстве.

Каждую волну можно охарактеризовать, указав несколько параметров. Частота является одним из таких параметров. Частота определяет количество периодов колебания волны в одну секунду. В случае электромагнитных волн мы имеем дело с количеством полных электрических и магнитных полей в одной секунде. Частота выражается в единицах — Герцах. Другим параметром, характеризующим волну, является ее длина, то есть расстояние, содержащееся в одном периоде колебаний волны, иными словами, наименьшее расстояние между точками, в которых амплитуда волны принимает одно и то же значение. Чем выше частота, тем ниже длина волны. Частота является постоянной величиной для данной волны и не изменяется в зависимости от типа среды, в которой распространяется электромагнитная волна. Однако длина волны зависит от типа центра, в котором она распространяется. Это связано с тем, что длина волны, помимо того, что она зависит от частоты волны, также зависит от скорости ее распространения. И это, в свою очередь, как мы знаем, меняется в зависимости от типа центра.

Вот формулы, описывающие упомянутые параметры:

где Т — период волны

Скорость распространения электромагнитной волны самая высокая в случае распространения в вакууме, она составляет 299792 км / с. В случае других центров, заполняющих материю, эта скорость всегда ниже. Его значение зависит от типа среды, а также от частоты волны. Прохождение электромагнитной волны через материальные центры сопровождается потерей энергии. Эта энергия передается в центр, благодаря чему его внутренняя энергия увеличивается. Это явление называется поглощением света. В результате поглощения или поглощения света средой луч постепенно ослабевает. То, как быстро он теряет свою первичную энергию, напрямую зависит от свойств среды, а также от частоты волны и пути, который она преодолевает. В центре также могут быть различные типы неоднородностей.

Существуют также волновые явления, такие как дифракция или интерференция. Дифракция — это явление, связанное с отклонением волны, в то время как интерференция — это процесс наложения множества волн друг на друга. Однако в некоторых ситуациях удобнее воспринимать свет как поток частиц — фотонов. Это описание настолько удобно, что каждый фотон несет с собой определенную энергию, и мы можем представить его как некий волновой пакет с определенной частотой. Эта двойственная природа света называется корпускулярно-волновой дуальностью. В некоторых ситуациях свет ведет себя так, как будто это волна, а в других — как поток частиц. Квантовая механика используется, чтобы правильно описать эту двойственную природу.

Электромагнитные волны также были разделены из-за их длины волны. Это деление называется спектром электромагнитных волн. Волны с разными длинами волн иногда проявляют очень интересные свойства, отличные от других волн, несмотря на то, что они по-прежнему являются физически одинаковыми электромагнитными волнами. Тот факт, что эти центры по-разному реагируют на данный тип электромагнитной волны, объясняется главным образом разностью частот между ними. Ниже мы представляем наиболее важные типы электромагнитных волн от самых коротких волн до самых больших.

Гамма излучение

Гамма-излучение — это электромагнитное излучение с длиной волны менее 10 ^-10 м. Гамма-излучение испускается при различных типах радиоактивных распадов, например, при распаде элементов, находящихся на нашей планете, или в ядерных реакциях. Источником гамма-излучения является также космическое излучение, существование которого является результатом постоянно происходящих ядерных процессов в звездах и галактиках. Очень сильные источники гамма-излучения из космоса — это так называемые гамма-всплески. спектргамма-излучение, испускающее радиоактивные элементы, является дискретным, то есть можно отделить отдельные линии спектра друг от друга. Анализируя такой спектр, можно определить энергию, соответствующую данной спектральной линии, и, таким образом, также вещество, которое излучало данное излучение. Гамма-излучение также называют проникающим излучением, потому что оно относительно легко проходит через вещество, и для его остановки необходимы толстые свинцовые экраны. Помимо свинца бетон также поглощает гамма-излучение. Поэтому в случае строительства атомных укрытий стены строятся как чередующиеся слои из свинца и бетона. Такая защита необходима для человека, так как гамма-излучение является очень вредным излучением. В результате его высокого проникновения, он способен разрушать клетки в каждой части нашего тела, а также повредить генетический материал в этих клетках, что может привести к развитию рака. Однако есть и другая сторона медали. Эта разрушительная сила гамма-излучения людьми применяется в медицине для уничтожения больных и инфицированных клеток, тем самым предотвращая дальнейшее развитие заболевания. Гамма-излучение также используется в других аспектах, таких как стерилизация медицинских инструментов или сохранение пищевых продуктов. Они также используются для определения дефектов различных типов устройств.

проникновение альфа, бета, гамма - частиц

Рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне 10^{От -13 м до 5 * 10-8 м}. Данное излучение было обнаружено В. К. Рентгеном в 1895 году. За свое открытие он получил Нобелевскую премию, которая была первой Нобелевской премией. Диапазон длин волн рентгеновского излучения частично перекрывается с диапазоном гамма-излучения (так называемое мягкое гамма-излучение). Различия возникают из-за различных механизмов излучения. Что ж, гамма-излучение испускается в результате энергетических переходов в ядрах атомов. Напротив, рентгеновские лучи производятся по-разному. Они сделаны в специальных устройствах под названием Рентгеновские трубки, которые в основном состоят из электродов, которые создают электрическое поле. Электроны, выпущенные из одного электрода, устремляются к другому, и когда они достигают его, они замедляются. Энергия, которую они теряют, излучается в форме фотонов — так называемых тормозных излучений. Спектр этого излучения ограничен напряжением, подаваемым на электроды. Однако это еще не конец. Достигнув анода, электрон может выбить другой электрон (ионизация), в результате чего в атоме появляется свободное пространство, которое сразу же занято электроном из внешней оболочки. Энергия, создаваемая на этом переходе, излучается в виде фотона со строго определенной длиной волны — это называется характерное излучение. Оба эти излучения — излучение торможения и характерное излучение составляют рентгеновские лучи. В настоящее время рентгеновские лучи, помимо того, что широко используются в медицине, также нашли применение при изучении структуры вещества — так называемый Рентгеноструктурный анализ, и в исследованиях элементного химического состава вещества — так называемый Рентгеноспектральный анализ. Использование рентгеновских лучей в медицине основано на том факте, что костная ткань поглощает рентгеновские лучи намного лучше, чем другие ткани человека, что означает, что на фотопленке в местах, где достигнуто меньшее количество радиации, видны белые следы структуры кости человека.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение, которое также называют ультрафиолетовым светом, представляет собой электромагнитное излучение с длинами волн в диапазоне от 400 нм до 10 нм. Это излучение в свою очередь делится на ультрафиолетовое излучение, близкое к длинам волн в диапазоне 400 нм до 190 нм и дальний ультрафиолет — 190 нм до 10 нм. Оно излучается телами с достаточно высокой температурой. Даже тела с температурой 3000 К посылают небольшое количество этого излучения, и чем выше температура, тем выше интенсивность. Основным источником ультрафиолетового излучения является Солнце с температурой поверхности 6000 К. Однако в настоящее время мы уже знаем много технических устройств, которые также способны излучать ультрафиолетовое излучение. Примерами таких устройств являются различные типы ламп. Ультрафиолет оказывает широкое влияние на живые организмы, поскольку характеризуется сильными фотохимическими свойствами. В случае ближнего ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 300 нм оно уже смертельно для живых организмов, поскольку вызывает ионизацию в клетках. Естественный озоновый слой, который поглощает ультрафиолет ниже длины волны 290 нм, защищает нас от этого вида излучения. Остальная часть ближнего ультрафиолетового диапазона, а также ультрафиолет, поглощаются воздухом в атмосфере. Ультрафиолетовое излучение также можно разделить на три типа из-за его воздействия на кожу человека. Различают ультрафиолет:

УФ-А — 320-400 нм.

УФ-В — 290-320 нм.

УФ-С — 230-290 нм.

Что касается ультрафиолета с наибольшей длиной волны, или УФ-А, то он не вреден для человека, если его дозы не являются чрезмерными. Более того, этот диапазон излучения используется в клинических целях при лечении различных кожных заболеваний, таких как псориаз. Он также используется для стимулирования производства витаминов D у пациентов, которые не могут нормально принимать его в организм. Ультрафиолетовое излучение с немного более короткими длинами волн, то есть УФ-В, может уже вызывать покраснение кожи, и оно отвечает за загар нашего тела. Это не опасно, если используется в умеренных количествах, но слишком длительное воздействие может привести к образованию пузырей на нашей коже. Ультрафиолет с наименьшей длиной волны, или УФ-С, уже очень вреден для человека. Это может привести к раку кожи. Обычно он задерживается озоновым слоем, но в местах, где этот слой поврежден из-за загрязнения воздуха, он может проникать и достигать поверхности Земли. Кроме того, ультрафиолетовое излучение, кроме того, как уже упоминалось, используется в медицине, они также используются в фармацевтике, в химических исследованиях или в пищевой промышленности. В целом, излучение, которое достигает поверхности нашей планеты, не вредно.

Видимое излучение

Видимое излучение, также называемое просто видимым светом, представляет собой электромагнитное излучение с длинами волн в диапазоне до 400 нм до 700 нм. Излучение в этих пределах регистрирует человеческий глаз, однако некоторые живые организмы могут регистрировать другой диапазон, например, пчелы регистрируют УФ-излучение. Человеческий глаз лучше всего справляется с центром диапазона длин волн, то есть около 550 нм, что соответствует желто-зеленому цвету. Наш глаз оснащен специальными рецепторами, которые расположены на сетчатке. Эти рецепторы так называемые тычинки , из которых 125 миллионов и суппозитории — 6,5 млн. Суппозитории отвечают за различение цветов в хорошо освещенном помещении. Они оснащены 3 типами красителей, которые характеризуются максимальной чувствительностью к цветам из области красного, оранжевого и синего. В результате взаимодействия света с этими красителями они посылают импульсы в мозг, где определяется цвет. Кроме того, суппозитории также способны регистрировать интенсивность света. Как уже упоминалось, суппозитории различают цвета только тогда, когда среда хорошо освещена. Когда этого освещения недостаточно, свечи перестают работать, и стержни активируются. Целью тычинок является запись объектов при низкой интенсивности света. Затем они получают объекты одним цветом. Стержень состоит из красителя — радопсина, который очень чувствителен к синему и зеленому, и в небольшой степени к красному. Поэтому ночью мы получаем красный цвет, как черный. Таким образом, как вы можете видеть, чувствительность стержней больше сфокусирована на волнах от длин ближе к фиолетовому цвету (см. график ниже).

Источники видимого излучения тела, где температура превышает 700⁰ C. Излучение затем испускается из — за возбуждение тепловых электронов в атомах. Электроны, в результате переходов между уровнями энергии, испускают фотоны, которые воспринимаются нашим человеческим глазом как видимый свет. Этот принцип основан на освещении обычной лампочкой. Есть и другие способы стимулирования вещества к сиянию. Одним из таких методов является использование электрического тока, который проходит через газ, заставляя его светиться. Этот принцип основан на работе люминесцентных ламп. Есть и другие источники света, такие как лазеры, но сейчас мы не будем говорить о них.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение, также называемое вкратце инфракрасным, представляет собой электромагнитное излучение с длинами волн в диапазоне от 7 * 10 ^-7 м до 2 * 10 ^-3 м. Это излучение, которое испускается всеми наделенными температурой телами. Его источником является тепловое возбуждение электронов внутри данного вещества. Вещество имеет более низкую температуру, меньшую интенсивность излучения и большую длину волны. Тела с комнатной температурой испускают излучение длиной около 19 мм. Тела, имеющие температуру около 400 ⁰ С, практически излучают только инфракрасное излучение. Наша планета также испускает инфракрасное излучение, которое задерживается газами в атмосфере. Это мешает планете слишком сильно остывать. Однако в настоящее время в результате чрезмерного выброса в атмосферу диоксида углерода, который сильно поглощает инфракрасное излучение, слишком большое количество этого излучения прекращается, что способствует усилению парникового эффекта. Инфракрасное излучение широко используется в медицине, в спектроскопии исследований структуры живых организмов, а также для наблюдения за окружающей обстановкой в приборах темного ночного видения. Он также используется в медицинской диагностике, где можно идентифицировать области, где возникает воспаление при фотографировании пациента в инфракрасном диапазоне. Также инфракрасное излучение нашло применение в криминалистике или экспертизе произведений искусства. Кроме того, инфракрасное излучение рассеивается в гораздо меньшей степени, чем видимый свет, поэтому его используют при наблюдении объектов через туман или дым. Спутниковые снимки, в основном, также выполняются в инфракрасном диапазоне.

Микроволны

Микроволны — это электромагнитные волны, длина волн которых колеблется от 1 мм. до 30 см. Что касается верхнего предела этого диапазона, такие волны могут генерироваться вибрирующими электрическими цепями, такими как радиоволны. Поэтому волны такой длины относятся к радиоволнам. Однако есть и другие способы получения микроволн. Одним из них является использование так называемых микроволновых ламп. Такие лампы состоят из 2 электродов, которые дополнительно находятся в магнитном поле. Таким образом, электроны между электродами циркулируют по спиралям и испускают микроволновое излучение в результате потерь энергии. С развитием технологий создавалось все больше новых источников микроволнового излучения. В настоящее время для этой цели обычно используются полупроводники. Устройства, которые используют их для производства микроволн: лавинные диоды, генератор Ганна или обычные биполярные и полевые транзисторы. Микроволновое излучение также нашло широкое применение в различных отраслях промышленности и технологиях. Он используется для радиолокации, как в случае с радарами. Микроволновые печи являются более распространенным применением. В настоящее время они даже используются в вопросах, связанных с мониторингом состояния плотин или обнаружением землетрясений.

Радиоволны

Радиоволны — это электромагнитное излучение, длина волны которого превышает 0,1 мм. Они разделены на несколько типов из-за диапазона частот. Радиоволны создаются в результате действия электрических вибрационных цепей, которые передают свою энергию на антенну, которая, в свою очередь, отправляет радиоволны в космос. Радиоволны также можно разделить на несколько типов в зависимости от среды, в которой они расходятся. Итак, мы имеем дело с наземными волнами, тропосферными волнами, ионосферными волнами и космическими волнами. Как известно, волны также подвержены действию всех характерных для них явлений. И в зависимости от длины данной волны на нее могут влиять дифракция, интерференция, отражение или пробой на границе между двумя центрами. Очень большое влияние на распространение и регистрацию радиоволн имеет ионосферу , то есть верхний слой атмосферы. Этот слой, как следует из названия, подвергается непрерывному процессу ионизации, который вызывает ультрафиолетовое излучение и рентгеновское излучение из космоса. Кроме того, ионосфера также может быть разделена на несколько других слоев. Как вы можете видеть на картинке, мы имеем дело с четырьмя слоями ионосферы: D, E, F₁ , F₂ . Различные типы волн или волн с разными частотами будут вести себя по-разному после достижения границ конкретных слоев. Отдельные типы волн обозначены на рисунке следующим образом:

2, 3 — длинные волны

4 — средние волны

1, 5 — короткие волны

6 — ультракороткие волны и микроволны.

Как видно из рисунка, только ультракороткие волны и микроволны могут покинуть атмосферу нашей планеты, и они регистрируются всеми видами спутников связи.

Механические волны

В отличие от электромагнитных волн, которые могут распространяться даже в вакууме, механическим волнам требуется среда для распространения. На самом деле, это разрушения этого центра, состоящие из периодических изменений в расположении точек этого центра. И так, примерами механических волн могут быть акустические, морские или сейсмические волны.

Акустические волны

Эти волны распространяются во всех материальных центрах и являются продольными волнами. Эти волны являются периодическими изменениями давления этой среды. Скорость акустической волны напрямую зависит от типа среды, в которой они расходятся, а в случае анизотропных центров — также от направления их распространения. В случае воздуха при 20 ⁰ C. Эта скорость составляет 340 м / с и кратко называется скорость звука. В случае воды эта скорость выше и составляет 1500 м / с, а когда речь идет о твердых телах, она составляет даже несколько тысяч м / с. Акустические волны также можно разделить на несколько типов из-за значения частоты. И поэтому мы дифференцируем так называемые ультразвук, инфразвук, гиперзвуки и обычные звуки.

Сейсмические волны

Это волны, которые распространяются на Земле. Это тип упругих волн, возникающих как в результате сейсмической активности нашей планеты, так и в результате взрывов. Разобьем сейсмические волны на объемные и поверхностные. Объемные волны, как следует из названия, расходятся во внутренней части Земли. Однако поверхностные волны, как нетрудно догадаться, распространяются по поверхности нашей планеты. В свою очередь объемные волны можно разделить на объемные продольные волны P — первичные и поперечные волны S — вторичные. Во время землетрясения, когда измеряется его сила, поперечная объемная волна P всегда приходит сначала к измерительным приборам, а затем к продольной поперечной волне S. В конце концов, эти волны также испытывают отражение и преломление на границе между двумя центрами. Их скорости распространения очень сильно зависят от свойств среды, от того, насколько она упругая. Поэтому скорость волн P и S зависит от глубины, на которой они расходятся. В горизонтальном направлении эти изменения довольно малы. S-волны, поскольку они являются поперечными волнами, не способны распространяться в жидком ядре Земли. Что касается поверхностных волн, то они характеризуются гораздо большими амплитудами, чем объемные волны. Однако они не могут проникать в глубокие глубины, поскольку амплитуда их колебаний экспоненциально уменьшается с увеличением глубины. В случае землетрясения наибольший ущерб наносят поверхностные волны и объемные волны S. Во время землетрясения с использованием соответствующих сейсмографов и акселерометров анализируются возникающие сейсмические волны,

Морские волны

Морские волны — это волны, которые создаются в морях и океанах. Эти волны также можно разделить на два типа: поверхностные волны и объемные волны. Водная рябь возникает в результате колебательного движения частиц воды. Поверхностные волны можно разделить на несколько типов из-за силы, которая их вызывает.

Морские и ветровые волны создаются в результате ветра на поверхности воды. Когда начинает дуть ветер, изначально на поверхности воды образуются небольшие волны, напоминающие морщины, их называют капиллярными волнами. Со временем эти волны начинают подниматься и так называемые гравитационные волны. Когда ветер дует со скоростью 6 — 7 м / с, на гребнях волн начинает появляться пена. По мере увеличения скорости ветра волны поднимаются и движутся быстрее. Когда ветер достигает скорости 20 м / с в море, создается шторм, во время которого волны переполняются, и их высота может достигать нескольких метров (известны случаи ветровых волн с высотой 16-17 м). Когда после периода действия такого сильного ветра наступает время, когда ветер успокаивается, волны также начинают падать и переходить в мирное качательное движение.

Интерференция

Интерференция — это явление перекрытия двух или более волн. В результате помех могут возникать интересные случаи, когда волны, наложенные друг на друга, могут взаимно усиливать или ослаблять. Усиление происходит, когда один гребень волны сталкивается с гребнем другой волны. Слабость или затухание волны происходит, когда гребень первой волны встречается с долиной второй волны.

Условием усиления волны является то, что разность длин путей между волнами равна суммарному кратному длине волны.

г ₁ — г ₂ = nλ, п = 0, 1, 2, 3, ….

С другой стороны, когда дело доходит до исчезновения, условие здесь состоит в том, что разница в длине дорог между волнами равна нечетному кратному длине волны.

г ₁ — г ₂ = (2n + 1) λ п = 0, 1, 2, 3, ….

Для наблюдения интерференции волн лучше всего, если волны имеют одинаковую длину волны и фазу. Интерференция проявляется в виде темных и светлых мест. Так как в случае волны, которая является легкой, она не имеет одной конкретной длины волны, помехи в этом случае очень трудно наблюдать. Лучший источник для этого — лазерный свет, который является монохроматическим и последовательным. Чтобы наблюдать явление помех, направьте такой свет на систему из двух или более щелей. Если экран установлен за диафрагмой, то на нем появятся яркие и темные полосы. Это называется Опыт Янга.

Интерференция света первоначально рассматривается как объект исследования поведения волн, в том числе света. Тем не менее, в эпоху современных технологий и все более широко используемых лазеров, он также стал очень важным инструментом.

Например, явление интерференции используется для расчета расстояния от источника до детектора света. В этом случае используется луч света, который делится пополам. Один из этих лучей является опорным лучом для детектора, а другой проверяется на предмет изменения интенсивности света. Эти изменения являются циклическими, которые, основываясь на известной длине лазерного излучения (которая представляет собой образец длины), предоставляют информацию о расстоянии источника от детектора.

В настоящее время помехи также используются в мобильной телефонии. Создан новый тип антенны, который приспособлен для приема сигналов помех. Если данный сигнал передается из нескольких источников в результате перекрывающихся генерируемых волн, возникает явление помех. Информация, которая была отправлена в старой системе в виде одного сигнала, теперь отправляется несколькими независимыми источниками. Антенны этого типа называются адаптивными антеннами.

Другим очень важным применением помех является подавление шума. Что ж, если мы можем создать волну, которая находится в фазе, противоположной волне, полученной нами в качестве шума, в результате наложения их обоих может произойти полное гашение или шумоподавление. В настоящее время такая система называется — активное подавление шума.

Дифракция

Явление дифракции — это когда волна сталкивается с препятствием. Например, когда волна идет к тонкой щели или маленькой точке, она испытывает явление отклонения. Этот эффект прекрасно описывается принципом Гюйгенса, который гласит, что, если волна отклоняется в препятствии, каждая точка, принадлежащая краю препятствия, становится источником новой волны. Если мы дополнительно осознаем, что волны могут перекрываться, то можно сделать вывод, что дифракция волны может привести к созданию интерференционного изображения. Дифракция — это явление, характерное для каждого типа волн, независимо от того, является ли это электромагнитной, акустической или другой волной.

Явление дифракции можно легко наблюдать, если мы пропускаем лазерный свет через узкую апертуру. Затем мы будем наблюдать определенное дифракционное изображение на экране за диафрагмой. Это напоминает изображение, полученное в случае помех, но с той разницей, что отдельные яркие полосы отличаются по интенсивности.

В результате более детального анализа этого явления можно определить зависимость интенсивности света I от угла отклонения θ от исходного направления луча:

зависимость интенсивности света I от угла отклонения θ от исходного направления луча

где d — ширина щели, λ — длина волны падающего света

Интересно, однако, что явление дифракции происходит не только для волн, но и для частиц вещества. Это связано с двойственной природой материи, которая называется корпускулярно-волновой двойственностью. Ну, как впервые заметил де Бройль, мы можем назначить определенную длину волны каждой материальной частице. В экспериментах с электронными и нейтронными пучками эта гипотеза подтвердилась.

Явление дифракции можно наблюдать не только с помощью одного зазора, но и в случае систем с множеством таких зазоров. Расположение множества щелей, близких друг к другу, называется дифракционной решеткой. В этом случае максимумы дифракционного изображения получаются из зависимости:

где d — ширина зазора, λ — длина волны падающего света, а m означает так называемый следующий ряд помех и принимает суммарные значения от интервала от 1 до бесконечности.

Виды электромагнитных волн | Социальная сеть работников образования

Слайд 1

Виды электромагнитных волн Выполнила: ученица 11А класса Кузнецова Анна

Слайд 2

Электромагнитное поле Электромагнитные поля — это особая форма существования материи, характеризующаяся совокупностью электрических и магнитных свойств. Основными параметрами, характеризующими электромагнитное поле, являются: частота, длина волны и скорость распространения. Сегодня открыты электромагнитные волны всех без исключения диапазонов, и практически все они находят широкое и полезное применение в науке и технике. Частоты волн и энергии соответствующих им квантов электромагнитного излучения возрастают с уменьшением длины волны .

Слайд 3

Радиоволны Радиоволны могут значительно различаться по длине — от нескольких см до сотен и даже тысяч км. Волны всех радиодиапазонов широко используются в технике — дециметровые и ультракороткие метровые волны применяются для телевещания и радиовещания , обеспечивая высокое качество приема сигнала в пределах зоны прямого распространения волн. Радиоволны метрового и километрового диапазона применяются для радиовещания и радиосвязи и обеспечивают передачу сигнала на сколь угодно большие расстояния в пределах Земли благодаря отражению волн от ионосферы планеты. Впрочем, сегодня этот вид связи отходит в прошлое благодаря развитию спутниковой связи. Волны дециметрового диапазона не могут огибать земной горизонт подобно метровым волнам, что ограничивает зону приема областью прямого распространения, которая, в зависимости от высоты антенны и мощности передатчика, составляет от нескольких до нескольких десятков километров. И тут на помощь приходят спутниковые ретрансляторы, берущие на себя ту роль отражателей радиоволн, которую в отношении метровых волн играет ионосфера.

Слайд 4

Микроволны Микроволны и радиоволны диапазона сверхвысоких частот (СВЧ) имеют длину от 300 мм до 1 мм. Сантиметровые волны, подобно дециметровым и метровым радиоволнам, практически не поглощаются атмосферой и поэтому широко используются в спутниковой и сотовой связи и других телекоммуникационных системах. Размер типовой спутниковой тарелки как раз равен нескольким длинам таких волн. Более короткие СВЧ-волны также находят множество применений в промышленности и в быту. Достаточно упомянуть про микроволновые печи, которыми сегодня оснащены и промышленные хлебопекарни, и домашние кухни. Действие микроволновой печи основано на быстром вращении электронов в устройстве, которое называется клистрон. В результате электроны излучают электромагнитные СВЧ-волны определенной частоты, при которой они легко поглощаются молекулами воды. Когда вы помещаете еду в микроволновую печь, молекулы воды, содержащиеся в еде, поглощают энергию микроволн, движутся быстрее и таким образом разогревают еду. Иными словами, в отличие от обычной духовки или печи, где еда разогревается снаружи, микроволновая печь разогревает ее изнутри .

Слайд 5

Инфракрасные лучи Эта часть электромагнитного спектра включает излучение с длиной волны от 1 миллиметра до 800 нм. Лучи этой части спектра человек ощущает непосредственно кожей — как тепло. Если вы протягиваете руку в направлении огня или раскаленного предмета и чувствуете жар, исходящий от него, вы воспринимаете как жар именно инфракрасное излучение. Поскольку большинство объектов на поверхности Земли излучает энергию в инфракрасном диапазоне волн, детекторы инфракрасного излучения играют немаловажную роль в современных технологиях обнаружения. Инфракрасные окуляры приборов ночного видения позволяют людям «видеть в темноте». Детекторы инфракрасных лучей широко используются спасательными службами, например, для обнаружения живых людей под завалами после землетрясений или иных стихийных бедствий и техногенных катастроф.

Слайд 6

Видимый свет Длины ЭМ волн видимого светового диапазона колеблются в пределах 800–400 нм. Человеческий глаз представляет собой идеальный инструмент для регистрации и анализа ЭМ волн этого диапазона. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, волны видимой части спектра практически беспрепятственно распространяются в прозрачной для них атмосфере. Во-вторых, температура поверхности Солнца такова, что пик энергии солнечных лучей приходится именно на видимую часть спектра. Неудивительно поэтому, что человеческий глаз в процессе эволюции сформировался таким образом, чтобы улавливать и распознавать именно эту часть спектра ЭМ волн. Ничего особенного с физической точки зрения в диапазоне видимых электромагнитных лучей нет. Он представляет собой всего лишь узкую полоску в широком спектре излучаемых волн. Для нас он столь важен лишь постольку, поскольку человеческий мозг оснащен инструментом для выявления и анализа ЭМ волн именно этой части спектра.

Слайд 7

Ультрафиолетовые лучи К ультрафиолетовым лучам относят ЭМ излучение с длиной волны 400–10 нм. В этой части спектра излучение начинает оказывать влияние на жизнедеятельность живых организмов. Мягкие ультрафиолетовые лучи в солнечном спектре ,например, вызывают в умеренных дозах загар, а в избыточных — тяжелые ожоги. Жесткий (коротковолновой) ультрафиолет губителен для биологических клеток и поэтому используется в медицине для стерилизации хирургических инструментов и медицинского оборудования. Всё живое на Земле защищено от губительного влияния жесткого ультрафиолетового излучения озоновым слоем земной атмосферы, поглощающим большую часть жестких ультрафиолетовых лучей в спектре солнечной радиации. Однако, несмотря на такую защиту , какая-то часть жестких ультрафиолетовых лучей достигает поверхности Земли и способна вызвать рак кожи.

Слайд 8

Рентгеновские лучи Излучение в диапазоне длин волн от нескольких атомных диаметров до нескольких сот диаметров атомного ядра называется рентгеновским. Рентгеновские лучи проникают сквозь мягкие ткани организма и поэтому незаменимы в медицинской диагностике. Как и в случае с радиоволнами временной разрыв между их открытием в 1895 году и началом практического применения, ознаменовавшимся получением в одной из парижских больниц первого рентгеновского снимка, составил считанные годы.

Слайд 9

Гамма-лучи Самые короткие по длине волны и самые высокие по частоте и энергии лучи в электромагнитном спектре — это γ-лучи (гамма-лучи). Они состоят из фотонов сверхвысоких энергий и используются сегодня в онкологии для лечения раковых опухолей (а точнее, для умерщвления раковых клеток). Однако их влияние на живые клетки столь губительно, что при этом приходится соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не причинить вреда окружающим здоровым тканям и органам.

Слайд 10

Заключение Все описанные типы электромагнитного излучения проявляют себя внешне по-разному, по своей сути они являются близнецами. Все электромагнитные волны в любой части спектра представляют собой распространяющиеся в вакууме или среде поперечные колебания электрического и магнитного полей, все они распространяются в вакууме со скоростью света с и отличаются друг от друга лишь длиной волны и, как следствие, энергией, которую они переносят. В частности, микроволновые излучения с большими длинами волн нередко относятся к сверхвысокочастотному диапазону радиоволн. Отсутствуют четкие границы и между жестким ультрафиолетовым и мягким рентгеновским, а также между жестким рентгеновским и мягким гамма-излучением.

Электромагнитная волна — это… Что такое Электромагнитная волна?

Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей.

Характеристики электромагнитного излучения

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света (принцип максимальности скорости света не нарушается, так как скорость переноса энергии и информации в любом случае не превышает световой скорости).

Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения занимается электродинамика.

Существуют различные теории, позволяющие смоделировать и исследовать свойства и проявления электромагнитного излучения. Наиболее фундаментальной из них является квантовая электродинамика, из которой путём тех или иных упрощений можно в принципе получить все перечисленные ниже теории, имеющие широкое применение в своих областях. Для описания относительно низкочастотного электромагнитного излучения в макроскопической области используют, как правило, классическую электродинамику, основанную на уравнениях Максвелла, причём существуют упрощения в прикладных применениях. Для оптического излучения (вплоть до рентгеновского диапазона) применяют оптику (в частности, волновую оптику, когда размеры некоторых частей оптической системы близки к длинам волн; квантовую оптику, когда существенны процессы поглощения, излучения и рассеяния фотонов; геометрическую оптику — предельный случай волновой оптики, когда длиной волны излучения можно пренебречь). Гамма-излучение чаще всего является предметом ядерной физики, с других позиций изучается воздействие электромагнитного излучения в радиологии.

Некоторые особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и понятий электродинамики:

наличие трёх взаимно перпендикулярных (в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H.
Электромагнитные волны — это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том числе и через вакуум.

Диапазоны электромагнитного излучения

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.

микроволнами или волнами сверхвысоких частот (СВЧ). Деление радиоволн на диапазоны см. в статьях Радиоизлучение и Диапазоны частот.

Ионизирующее электромагнитное излучение. К этой группе традиционно относят рентгеновское и гамма-излучение, хотя, строго говоря, ионизировать атомы может и ультрафиолетовое излучение, и даже видимый свет. Границы областей рентгеновского и гамма-излучения могут быть определены лишь весьма условно. Для общей ориентировки можно принять, что энергия рентгеновских квантов лежит в пределах 20 эВ — 0,1 МэВ, а энергия гамма-квантов — больше 0,1 МэВ. В узком смысле гамма-излучение испускается ядром, а рентгеновское — атомной электронной оболочкой при выбивании электрона с низколежащих орбит, хотя эта классификация неприменима к жёсткому излучению, генерируемому без участия атомов и ядер (например, синхротронному или тормозному излучению).

Радиоволны

Из-за больших значений λ распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения, хотя их всё же приходится учитывать, в частности, при описании квантовых генераторов и усилителей сантиметрового и миллиметрового диапазонов, а также молекулярных стандартов частоты и времени, при охлаждении аппаратуры до температур в несколько кельвинов.

Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн.

Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагнитных волн Шумана.

Микроволновое излучение

Инфракрасное излучение (Тепловое)

Видимое излучение (Оптическое)

Прозрачная призма разлагает луч белого цвета на составляющие его лучи.

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую

оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения и пр.).

Частоты волн оптической области спектра уже сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины — с молекулярными размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов и светит ярко-белым светом (максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, где находится и максимум чувствительности глаза). Именно потому, что мы родились возле такой звезды, этот участок спектра электромагнитного излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств.

Излучение оптического диапазона возникает, в частности, при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота, на которой находится максимум спектра его излучения (см. Закон смещения Вина). При определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие (см. Болометрия).

Оптическое излучение может создаваться и регистрироваться в химических и биологических реакциях. Одна из известнейших химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии. Источником энергии для большинства живых существ на Земле является фотосинтез — биологическая реакция, протекающая в растениях под действием оптического излучения Солнца.

Ультрафиолетовое излучение

Жёсткое излучение

В области рентгеновского и гамма-излучения на первый план выступают квантовые свойства излучения. Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов. Гамма-излучение появляется в результате процессов, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате превращения элементарных частиц. Оно появляется и при торможении быстрых заряженных частиц.

Особенности электромагнитного излучения разных диапазонов

Распространение электромагнитных волн, временны́е зависимости электрического и магнитного полей, определяющий тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды.

Электромагнитные излучения различных частот взаимодействуют с веществом также по-разному. Процессы излучения и поглощения радиоволн обычно можно описать с помощью соотношений классической электродинамики; а вот для волн оптического диапазона и, тем более, жестких лучей необходимо учитывать уже их квантовую природу.

История исследований

В 1800 году английский учёный У. Гершель открыл инфракрасное излучение.

Существование электромагнитного излучения теоретически предсказал английский физик Фарадей в 1832 году.

В 1865 году английский физик Дж. Максвелл рассчитал теоретически скорость электромагнитных волн в вакууме.

В 1888 году немецкий физик Герц подтвердил теорию Максвелла опытным путём. Интересно, что Герц не верил в существование этих волн и проводил свой опыт с целью опровергнуть выводы Максвелла.

Электромагнитная безопасность

Излучения электромагнитного диапазона при определённых уровнях могут оказывать отрицательное воздействие на организм человека, животных и других живых существ, а также неблагоприятно влиять на работу электрических приборов. Различные виды неионизирующих излучений (электромагнитных полей, ЭМП) оказывают разное физиологическое воздействие. На практике выделяют диапазоны магнитного поля (постоянного и квазипостоянного, импульсного), ВЧ- и СВЧ-излучений, лазерного излучения, электрического и магнитного поля промышленной частоты от высоковольтного оборудования, СВЧ-излучения и др..

Влияние на живые существа

Существуют национальные и международные гигиенические нормативы уровней ЭМП, в зависимости от диапазона, для селитебной зоны и на рабочих местах.

Оптический диапазон

Существуют гигиенические нормы освещённости; также разработаны нормативы безопасности при работе с лазерным излучением.

Радиоволны

Допустимые уровни электромагнитного излучения (плотность потока электромагнитной энергии) отражаются в нормативах, которые устанавливают государственные компетентные органы, в зависимости от диапазона ЭМП. Эти нормы могут быть существенно различны в разных странах.

Нахождение в зоне с повышенными уровнями ЭМП в течение определённого времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: наблюдается усталость, тошнота, головная боль. При значительных превышениях нормативов возможны повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появляется раздражительность, человеку трудно себя контролировать. Возможно развитие трудно поддающихся лечению заболеваний, вплоть до раковых. В частности, корреляционный анализ показал прямую средней силы корреляцию заболеваемости злокачественными заболеваниями головного мозга с максимальной нагрузкой от ЭМИ даже от использования такого маломощного источника, как мобильные радиотелефоны.^[1] Эти данные не должны быть причиной для радиофобии, однако очевидна необходимость в существенном углублении сведений о действии ЭМИ на живые организмы.

В России действует СанПиН 2.2.4.1191—03 Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, а также гигиенические нормативы ГДР (ПДУ) 5803-91 (ДНАОП 0.03-3.22-91) Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП) диапазона частот 10—60 кГц Промышленное электроснабжение 50 Гц ^[2]^[3]

Допустимые уровни излучения базовых станций мобильной связи (900 и 1800 МГц, суммарный уровень от всех источников) в санитарно-селитебной зоне в некоторых странах заметно различаются:

Украина: 2,5 мкВт/кв.см. (самая жёсткая санитарная норма в Европе)

Россия, Венгрия: 10 мкВт/кв.см.

США, Скандинавские страны: 100 мкВт/кв.см.

Параллельное развитие гигиенической науки в СССР и западных странах привело к формированию разных подходов к оценке действия ЭМИ. Для части стран постсоветского пространства сохраняется преимущественно нормирование в единицах плотности потока энергии (ППЭ), а для США и стран ЕС типичным является оценка удельной мощности поглощения (мобильных радиотелефонов (МРТ) не позволяют прогнозировать все неблагоприятные последствия, многие аспекты проблемы не освещены в современной литературе и требуют дополнительных исследований. В связи с этим, согласно рекомендациям ВОЗ, целесообразно придерживаться предупредительной политики, т. е. максимально уменьшить время использования сотовой связи.»

Проникающая неионизирующая радиация

Допустимые нормативы регулируются нормами радиационной безопасности — НРБ-99.

Влияние на радиотехнические устройства

Существует административные и контролирующие органы — инспекция по радиосвязи (на Украине, например, Укрчастотнадзор), которая регулирует распределение частотных диапазонов для различных пользователей, соблюдение выделенных диапазонов, отслеживает незаконное пользование радиоэфиром.

См. также

Ссылки

Литература

Физика. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. А. М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. — С. 874—876. ISBN 5-85270-306-0 (БРЭ)
Кудряшов Ю. Б., Перов Ю. Ф. Рубин А. Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения. Учебник для ВУЗов. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. — 184 с — ISBN 978-5-9221-0848-5

Примечания

↑ В. Н. Дунаев «Электромагнитные излучения и риск популяционному здоровью при использовании средств сотовой связи» //Гигиена и санитария, № 6, 2007, с. 56—57
↑ ПДУ магнитных полей частот 50 Гц. Харьков, 1986, СН-3206-85.2
↑ Методические указания но гигиенической оценке основных параметров полей частотой 50Гц. Харьков, 1986. СН 3207-85

Wikimedia Foundation. 2010.

виды волн и определение волны. Виды электромагнитных и звуковых волн

Волны бывают не только в воде. Из них состоят звук, свет и т. д. Как такое может быть и что такое волны вообще?

Сущность

Этот термин используется в различных научных областях, но прежде всего в физике. Согласно терминологии данной дисциплины процесс распространения колебаний — это волна. Определение несложное, но на деле все не так уж и просто. При этом отдельные частицы не движутся, а лишь перемещаются вблизи своих положений равновесия. Из чего следует такое свойство волн: они являются средством переноса энергии без изменений в материи. Иногда происходит и это, но лишь как побочное явление. Те, кто хоть раз был на море, прекрасно представляют себе, что такое волна.

Определение, впрочем, — это не единственное, что нужно знать, сталкиваясь с данным явлением. Важно то, что оно крайне тесно взаимосвязано с колебаниями, поэтому их изучение происходит совместно как в теории, так и на практике.

Происхождение

Волны могут генерироваться различными способами. Причиной их возникновения всегда служит возбуждение частиц и выведение их из равновесия. Это может быть сделано с помощью специальных устройств, таких как антенны или излучатели. Кроме того, причиной может быть возникновение неустойчивостей, как в случае с сильным ветром, из-за которого по воде бежит рябь.

История исследования явления

Изучением механизма возникновения и распространения волн в различных научных дисциплинах, таких как океанология, сейсмология, механика, акустика, медицина и, разумеется, физика в целом, а также многие другие, занимались многие известные ученые. Считается, что наиболее весомый вклад внес немецкий исследователь Генрих Герц. Он установил некоторые закономерности и открыл неизвестные до этого явления, связанные с взаимодействием электромагнитных волн, например, интерференцию, дифракцию и поляризацию. Его исследования в дальнейшем были использованы для создания радиосвязи. Разумеется, были и другие ученые, изучавшие это явление и внесшие в развитие науки весомый вклад, например, Максвелл, но именно имя Герца было увековечено в единице измерения частоты волны.

Виды волн

Существует огромное количество классификаций по различным признакам. Прежде всего, это направление колебаний волны. Виды волн по этому критерию: продольные, поперечные, смешанные. Существуют и совершенно другие способы их группировки: описание уравнениями, геометрия, физическая среда и т. д.

Важно, что при возникновении этого явления ничего принципиально нового в веществе не появляется, меняется лишь организация частиц, что и порождает те или иные события. С точки зрения восприятия это может быть выражено как свет, цвет, звук, радиация, а также невидимая глазу энергия и т. д. В свою очередь, они также могут быть классифицированы.

Кроме того, еще различают механические и электромагнитные волны. Виды волн из первой категории также могут разделяться на упругие и те, которые возникают на поверхности воды. Эта классификация подразумевает рассмотрения среды распространения. В целом же основное и самое популярное деление включает в себя только звуковые и электромагнитные волны. О них в дальнейшем и пойдет речь более подробно.

Общее описание

Любая волна обладает рядом свойств и параметров, с помощью которых ее можно описать. Во-первых, это ее длина, которая обозначается как λ (лямбда). Кроме того, она обладает частотой, периодом и скоростью. Отдельно выделяют волновой фронт или поверхность, то есть множество точек, находящихся в одинаковой фазе, и луч или вектор, показывающий направление распространения.

С последними двумя параметрами связана еще одна классификация. В зависимости от вида фронта волны могут быть сферическими и плоскими. Для упрощенных расчетов и решения некоторых задач поверхность может считаться плоской, но только при условии значительного удаления от источника. Исходя из всех этих характеристик, и выделяют разные виды волн.

Примеры

Помимо самых понятных вещей, вроде звучания струны или волн на море, можно подумать также о кругах на воде, появляющихся от брошенного камня, взрывах, сне на мягком матрасе и многих других явлениях. Ультрафиолетовые или инфракрасные лучи, а также то, что не слышно человеческому уху — все это проявления одного и того же явления, распространения волны. Виды волн настолько разнообразны, а сами они настолько многолики, что действительно сложно поверить в то, что такие разные вещи, по сути, имеют одну природу.

Звуковые волны: особенности

Слух дает человеку огромное количество информации об окружающем мире. Но без волн это было бы невозможно. Звуковая их разновидность относится к упругим. Их особенность состоит в том, что длина таких волн и, соответственно, частота таковы, что высота находится в пределах слышимости. Для человека этот диапазон составляет от 20 до 20000 герц. Все, что ниже, называется инфразвуком, а выше — ультразвуком. Первый пока еще плохо изучен, а вот второй широко используется в науке, медицине и многих других областях. Таковы виды звуковых волн. Их характеристики определяются такими параметрами, как длина, частота и сочетание разных видов колебаний. От этого зависят, соответственно, громкость, высота тона и тембр.

Как и любая другая волна, звук по природе своей вызван колебаниями. Это можно ощутить, например, стоя на концерте рядом с колонкой. Волны могут распространяться во многих видах сред, в том числе жидких и твердых. В вакууме же, как считается, звуки не слышны. Именно поэтому так часто бывают упреки в сторону голливудских режиссеров, снимающих сцены с масштабными и громкими взрывами в безвоздушном пространстве. Изучением звуковых колебаний и волн занимается довольно обширный раздел физики — акустика. Эта крайне интересная наука имеет много способов применения в жизни. Например, с использованием знаний акустики проектируются концертные и оперные залы, чтобы представления были хорошо слышны на любых местах.

Восприятие звуков человеком и животными происходит за счет преобразования механических колебаний в электрические сигналы. Этот механизм довольно сложен, но его значение нельзя переоценить. Впрочем, то же самое можно сказать о звуках вообще. С их помощью можно общаться, передавать информацию, менять настроение. Они влияют на людей, даже если находятся вне пределов слышимости. Именно поэтому существует, например, понятие «шумовое загрязнение». За единицу громкости звука принят бел, названный так в честь ученого А. Белла, изобретателя телефона.

Свойства и виды электромагнитных волн

Но есть и особый тип колебаний, без которых сложно представить современную жизнь. Мобильные телефоны, беспроводная связь, радио, СВЧ-печи и многие другие приборы не существовали бы, если бы не были открыты электромагнитные волны. А еще было бы невозможно воспринимать цвет, да и света не существовало бы. Разве можно это себе представить?

В отличие от звуков эта разновидность колебаний может распространяться в любых средах, в том числе и в вакууме, причем их скорость равна скорости света. По сути, данный тип волн является распространением электромагнитных полей в пространстве и времени. Их структура крайне интересна, поскольку она состоит из двух частей. Магнитное и электрическое поля попеременно порождают друг друга и распространяются по взаимно перпендикулярным векторам. Одно из основных свойств такой волны — она всегда поперечная. Кроме того, она всегда распространяется с ускорением.

Различают разные виды электромагнитных волн в зависимости от их длины. Существует 6 основных диапазонов от самых длинных до самых коротких:

радиоволны;
инфракрасное излучение, иначе говоря, тепло;
видимый свет и цвета;
ультрафиолет;
рентген;
гамма-излучение (в том числе радиация).

Ведь действительно практически невозможно представить мир без всех этих явлений.

Электромагнитные волны — это… Что такое Электромагнитные волны?

Характеристики электромагнитного излучения

Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения занимается электродинамика.

Некоторые особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и понятий электродинамики:

наличие трёх взаимно перпендикулярных (в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H.
Электромагнитные волны — это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том числе и через вакуум.

Диапазоны электромагнитного излучения

Радиоволны. Ультракороткие радиоволны принято разделять на метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые и субмиллиметровые (микрометровые). Волны с длиной λ < 1 м (ν > 300 МГц) принято также называть микроволнами или волнами сверхвысоких частот (СВЧ). Деление радиоволн на диапазоны см. в статьях Радиоизлучение и Диапазоны частот.

Радиоволны

Микроволновое излучение

Инфракрасное излучение (Тепловое)

Видимое излучение (Оптическое)

Прозрачная призма разлагает луч белого цвета на составляющие его лучи.

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения и пр.).

Ультрафиолетовое излучение

Жёсткое излучение

Особенности электромагнитного излучения разных диапазонов

Распространение электромагнитных волн, временны́е зависимости электрического $\mathit E(t)\,$ и магнитного $\mathit H(t)\,$ полей, определяющий тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды.

История исследований

В 1800 году английский учёный У. Гершель открыл инфракрасное излучение.

Существование электромагнитного излучения теоретически предсказал английский физик Фарадей в 1832 году.

В 1865 году английский физик Дж. Максвелл рассчитал теоретически скорость электромагнитных волн в вакууме.

Электромагнитная безопасность

Влияние на живые существа

Оптический диапазон

Радиоволны

Допустимые уровни излучения базовых станций мобильной связи (900 и 1800 МГц, суммарный уровень от всех источников) в санитарно-селитебной зоне в некоторых странах заметно различаются:

Украина: 2,5 мкВт/кв.см. (самая жёсткая санитарная норма в Европе)

Россия, Венгрия: 10 мкВт/кв.см.

США, Скандинавские страны: 100 мкВт/кв.см.

Проникающая неионизирующая радиация

Допустимые нормативы регулируются нормами радиационной безопасности — НРБ-99.

Влияние на радиотехнические устройства

См. также

Ссылки

Литература

Физика. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. А. М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. — С. 874—876. ISBN 5-85270-306-0 (БРЭ)
Кудряшов Ю. Б., Перов Ю. Ф. Рубин А. Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения. Учебник для ВУЗов. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. — 184 с — ISBN 978-5-9221-0848-5

Примечания

↑ В. Н. Дунаев «Электромагнитные излучения и риск популяционному здоровью при использовании средств сотовой связи» //Гигиена и санитария, № 6, 2007, с. 56—57
↑ ПДУ магнитных полей частот 50 Гц. Харьков, 1986, СН-3206-85.2
↑ Методические указания но гигиенической оценке основных параметров полей частотой 50Гц. Харьков, 1986. СН 3207-85

Wikimedia Foundation. 2010.

Шкала электромагнитных волн

Причины ограничения волн по частое

Казалось бы, что должны существовать волны всех частот ($\nu $) от $\nu =0\ Гц$ до $\nu =\infty \ Гц.$ Однако так как световая волна обладает помимо волновых свойств корпускулярными свойствами, существуют некоторые ограничения. Квантовая теория утверждает, что электромагнитное излучение испускается в виде квантов (порций энергии). Энергия кванта (W) связана с его частотой выражением:

где $h=6,62\cdot {10}^{-34}Дж\cdot с$ — постоянная Планка, $\hbar =\frac{h}{2\pi }=1,05\cdot {10}^{-34}Дж\cdot с$ — постоянная Планка с чертой. Из выражения (1) следует, что бесконечные частоты невозможны, так как не существует квантов с бесконечно большой энергией. Это же выражение накладывает ограничения на низкие частоты, так как существует минимальное значение ванта энергии ($W_0$), из чего следует, что минимальная частота (${\nu }_0$) равна:

Примечание 1

Надо сказать, что по сей день в физике не доказано существование нижней границы энергии фотонов. Минимальная частота порядка 8 Гц наблюдается в стоячих электромагнитных волнах между ионосферой и земной поверхностью.

Шкала электромагнитных волн

Все известные на сегодняшний день электромагнитные волны разделяют на:

Рисунок 1.

Каждый из диапазонов имеет свои особенности. С ростом частоты увеличивается проявление корпускулярных свойств излучения. Волны разных частей спектра различны способами генерации. Каждый диапазон волн изучает свой раздел физики. Данные участки спектра отличаются не физической природой, а способом их получения и приема. Между данными видами волн не существует резких переходов, участки могут перекрываться, границы являются условными.

Видимую часть спектра электромагнитных волн в совокупности с зоной ультрафиолетового и инфракрасного излучения исследуют в оптике (так называемый оптический диапазон). Кванты излучения видимого диапазона называются фотонами. Их энергия заключена в интервале:

Волновые и квантовые свойства имеются у всего спектра электромагнитного излучения, но в зависимости от длины волны один вид свойств превалирует по значимости над другим, соответственно, применяются различные в методы их исследования. В зависимости от длины волны разные группы волн имеют различные виды практического применения.

Особенности разных видов электромагнитного излучения

Особенностями оптического диапазона являются:

выполнение законов геометрической оптики,
слабое взаимодействие света с веществом.

Примечание 2

Для частот ниже, чем оптический диапазон перестают действовать законы геометрической оптики, тогда как электромагнитное поле высоких частот либо проходит сквозь вещество, либо разрушает его. Видимый свет, является необходимым условием жизни на Земле, так как является обязательным условием для фотосинтеза.

Радиоволны применяются для радиосвязи, телевидения, радиолокации. Это самые длинные волны из спектра электромагнитных волн. Радиоволны легко искусственно генерировать при помощи колебательного контура (соединения ёмкости и индуктивности). Атомы и молекулы способны излучать радиоволны, что используют в радиоастрономии. В самом общем вид, следует отметить, что излучателем электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся заряженные частицы, находящиеся в атомах и ядрах.

Инфракрасную область спектра впервые экспериментально была изучена в 1800 г. В. Гершелем. Ученый поместил термометр за красным краем спектра и зафиксировал повышение температуры, что означало нагревание термометра невидимым глазу излучением. Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Используя специальные средства инфракрасное излучение можно превратить в видимый свет. Так получают изображения нагретых тел в темноте. Инфракрасное излучение используют для сушки чего — либо.

Ультрафиолетовое излучение открыл И. Риттер. Он обнаружил, что за фиолетовым краем спектра существуют лучи, невидимые глазу, которые воздействуют на некоторые химические соединения. Оно способно убивать болезнетворных бактерий, из-за этого его широко используют в медицине. Ультрафиолетовое излучение в составе солнечных лучей воздействует на кожу человека, вызывая ее потемнение (загар).

Рентгеновские лучи обнаружены В. Рентгеном в 1895 г. Они невидимы глазом, проходят без существенного поглощения через большие слои вещества, которые непрозрачны для видимого света. Обнаруживаются рентгеновские лучи по способности вызывать свечение некоторых кристаллов и воздействовать на фотопленку. Эти лучи используются в частности в медицинской диагностике. Рентгеновское излучение имеет сильное биологическое действие.

Определение 1

Гамма- излучение — это излучение, которое испускают возбужденные атомные ядра и взаимодействующие элементарные частицы. Это самое коротковолновое излучение. У него самые ярко выраженные корпускулярные свойства. Обычно гамма- излучение рассматривается как поток гамма — квантов. В области длин волн порядка ${10}^{-10}-{10}^{-14}м$ диапазоны гамма излучения и рентгеновский перекрываются.

Пример 1

Задание: Что является излучателем для различных видов электромагнитных волн?

Решение:

Излучателем электромагнитных волн всегда являются движущиеся заряженные частицы. В атомах и ядрах эти частицы движутся ускоренно, значит, являются источниками электромагнитных волн. Радио волны излучают атомы и молекулы. Это единственный тип волн, которые можно искусственно генерировать, используя колебательный контур. Инфракрасное излучение получается в основном за счет колебаний атомов в молекулах. Эти колебания носят название тепловых, так как порождаются тепловыми столкновениями молекул. С увеличением температуры частота колебаний увеличивается.

Видимые лучи генерируются отдельными возбуждёнными атомами.

Ультрафиолетовый свет, также относят к атомарному.

Рентгеновские лучи излучаются за счет того, что электроны, обладающие высокой кинетической энергией, взаимодействуют с атомами и ядрами атомов или ядра атомов сами излучают за счет собственного возбуждения.

Гамма — лучи генерируются возбужденными ядрами атомов и возникают при взаимодействии и взаимных превращениях элементарных частиц.

Пример 2

Задание: Чему равны частоты волн видимого диапазона?

Решение:

Видимый диапазон — совокупность волн, которые воспринимает человеческий глаз. Границы этого диапазона зависят от индивидуальных особенностей зрения человека, и находится примерно в пределах $\lambda =0,38-0,76\ мкм.$

В оптике используют два вида частот. Круговую частоту ($\omega $), которая определяется как:

\[\omega =\frac{2\pi }{T}\left(2.1\right),\]

где $T$ — период колебаний волны. Также используют частоту $\nu $, которая связывается с периодом колебаний как:

\[\nu =\frac{1}{T}\left(2.2\right).\]

Следовательно, обе частоты связаны между собой соотношением:

\[\omega =2\pi \nu \left(2.3\right).\]

Зная, что скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна $c=3\cdot {10}^8\frac{м}{с}$, имеем:

\[\lambda =cT\to T=\frac{\lambda }{c}\left(2.4\right).\]

В таком случае для границ видимого диапазона получим:

\[\nu =\frac{c}{\lambda },\ \omega =2\pi \frac{c}{\lambda }.\]

Используя то, что длины волн для видимого света нам известны, получим:

\[{\nu }_1=\frac{3\cdot {10}^8}{0,38\cdot {10}^{-6}}=7,9\cdot {10}^{14}\left(Гц\right),\ {\nu }_2=\frac{3\cdot {10}^8}{0,76\cdot {10}^{-6}}=3,9\cdot {10}^{14}\left(Гц\right).\] \[{\omega }_1=2\cdot 3,14\cdot 7,9\cdot {10}^{14}=5\cdot {10}^{15}\left(с^{-1}\right),{\omega }_1=2\cdot 3,14\cdot 3,9\cdot {10}^{14}=2,4\cdot {10}^{15}\left(с^{-1}\right).\ \]

Ответ: $3,9\cdot {10}^{14}Гц

Электромагнитные волны, что является источником, скорость в вакууме, виды эмв, применение, среда распространения и интенсивность, кто открыл электромагнитные волны

Электромагнитные волны – это результат многолетних споров и тысяч экспериментов. Доказательство наличия сил природного происхождения, способных перевернуть сложившееся общество. Это фактическое принятие простой истины – мы слишком мало знаем о мире, в котором живем.

Физика – королева среди наук о природе, способная дать ответы на вопросы происхождения не только жизни, но и самого мира. Она дает ученым способность изучать электрическое и магнитное поле, взаимодействие которых порождает ЭМВ (электромагнитные волны).

Что такое электромагнитная волна

Не так давно на экраны нашей страны вышел фильм «Война токов» (2018), где с ноткой художественного вымысла рассказывается о споре двух великих ученых Эдисона и Теслы. Один пытался доказать выгоду от постоянного тока, другой от переменного. Эта продолжительная битва закончилась только в седьмом году двадцать первого века.

В самом начале «сражения» другой ученый, занимаясь проработкой теории относительности, описывал электричество и магнетизм как похожие явления.

В тридцатом году девятнадцатого века физик английского происхождения Фарадей открыл явление электромагнитной индукции и ввел термин единства поля электрического и магнитного. Также он утверждал, что движение в этом поле ограничено скоростью света.

Чуть позже теория английского ученого Максвелла поведала о том, что электричество вызывает магнитный эффект, а магнетизм появление электрического поля. Поскольку оба этих поля движутся в пространстве и времени, то образуют возмущения – то есть электромагнитные волны.

Говоря проще электромагнитная волна – это пространственное возмущение электромагнитного поля.

Экспериментально существование ЭМВ доказал немецкий ученый Герц.

Электромагнитные волны, их свойства и характеристика

Электромагнитные волны характеризуются следующими факторами:

длиной (достаточно широким диапазоном),
частотой,
интенсивностью (или амплитудой колебания),
количеством энергии.

Основное свойство всех электромагнитных излучений – это величина длины волны (в вакууме), которая обычно указывается в нанометрах для видимого светового спектра.

Каждый нанометр представляет тысячную часть микрометра и измеряется расстоянием между двумя последовательными пиками (вершинами).

Соответствующая частота излучения волны – это число синусоидальных колебаний и обратная пропорциональность длине волны.

Частота обычно измеряется в Герцах. Таким образом, более длинные волны соответствуют более низкой частоте излучения, а более короткие высокой частоте излучения.

Основные свойства волн:

преломление,
отражение,
поглощение,
интерференция.

Скорость электромагнитной волны

Фактическая скорость распространения электромагнитной волны зависит от материала, которым обладает среда, ее оптической плотности и наличия такого фактора как давление.

Кроме того, различные материалы имеют разную плотность «упаковки» атомов, чем ближе они расположены, тем меньше расстояние и выше скорость. В результате скорость электромагнитной волны зависит от материала, через который она движется.

Подобные эксперименты ставятся в адронном коллайдере, где главным инструментом воздействия является заряженная частица. Изучение электромагнитных явлений происходит там на квантовом уровне, когда свет раскладывается на мельчайшие частицы – фотоны. Но квантовая физика – это отдельная тема.

Согласно теории относительности, наибольшая скорость распространения волны не может превышать световую. Конечность скоростного предела в своих трудах описал Максвелл, объясняя это наличием нового поля – эфир. Современная официальная наука подобную взаимосвязь пока не изучала.

Электромагнитное излучение и его виды

Электромагнитное излучение состоит из электромагнитных волн, которые наблюдаются в виде колебания электрического и магнитного полей, распространяющиеся на скорости света (300 км за секунду в вакууме).

Когда ЭМ-излучение взаимодействует с веществом, его поведение качественно меняется по мере изменения частоты. Отчего оно преобразуется в:

Радиоизлучение. На радиочастотах и микроволновых частотах эм–излучение взаимодействует с веществом в основном в виде общего набора зарядов, которые распределены по большому количеству затронутых атомов.
Инфракрасное излучение. В отличие от низкочастотного радиоизлучения и СВЧ-излучения, инфракрасный излучатель обычно взаимодействует с диполями, присутствующими в отдельных молекулах, которые по мере вибрации изменяются на концах химической связи на атомном уровне.
Видимое световое излучение. По мере того как частота увеличивается в видимый ряд, фотоны имеют достаточную энергию для изменения скрепленной структуры некоторых отдельно взятых молекул.
Ультрафиолетовое излучение. Частота увеличивается. В ультрафиолетовых фотонах теперь достаточно энергии (более трех вольт), чтобы воздействовать вдвойне на связи молекул, постоянно химически их перестраивая.
Ионизирующее излучение. На самых высоких частотах и наименьших по длине волны. Поглощение этих лучей материей затрагивает весь гамма-спектр. Самый известный эффект – радиация.

Что является источником электромагнитных волн

Мир, согласно молодой теории о происхождении всего, возник благодаря импульсу. Он освободил колоссальную энергию, которую назвали большим взрывом. Так в истории мироздания появилась первая эм-волна.

В настоящее время к источникам формирования возмущений относятся:

эмв излучает искусственный вибратор,
результат колебания атомных групп или частей молекул,
если происходит воздействие на внешнюю оболочку вещества (на атомно-молекулярном уровне),
эффект схожий со световым,
при ядерном распаде,
последствие торможения электронов.

Шкала и применение электромагнитных излучений

Под шкалой излучения понимается большой диапазон частоты волны от 3·106÷10-2до 10-9÷ 10-14.

Каждая часть электромагнитного спектра обладает обширной областью применения в нашей повседневной жизни:

Волны маленькой длины (микроволны). Данные электроволны используются в качестве спутникового сигнала, поскольку способны миновать атмосферу земли. Также немного усиленный вариант используется для разогрева и готовки на кухне – это микроволновая печь. Принцип приготовления прост – под действием микроволнового излучения поглощаются и ускоряются молекулы воды, отчего блюдо нагревается.
Длинные возмущения используется в радиотехнологиях (радиоволны). Их частота не позволяет пройти облака и атмосферу, благодаря чему нам доступно Фм-радио и телевидение.
Инфракрасное возмущение непосредственно связано с теплом. Увидеть его практически невозможно. Попробуйте заметить без специального оборудования луч из пульта управления вашего телевизора, музыкального центра или магнитолы в машине. Приборы, способные считывать подобное волны, используются в армиях стран (прибор ночного виденья). Также в индуктивных плитах на кухнях.
Ультрафиолет также имеет отношение к теплу. Самый мощный природный «генератор» такого излучения – это солнце. Именно из-за действия ультрафиолета на коже человека образуется загар. В медицине этот тип волн используется для дезинфекции инструментов, убивая микробы и бактерии.
Гамма-лучи – это самый мощный тип излучения, в котором сконцентрировалось коротковолновое возмущение с большой частотой. Энергия, заключенная в эту часть электромагнитного спектра, дает лучам большую проникающую способность. Применима в ядерной физике – мирное, ядерное оружие – боевое применение.

Влияние электромагнитных волн на здоровье человека

Измерение влияния эмв на человека – это обязанность ученых. Но не нужно быть специалистом, чтобы оценить интенсивность ионизирующего излучения – оно провоцирует изменения на уровне ДНК человека, что влечет за собой такие серьезные заболевания как онкология.

Не зря пагубное воздействие катастрофы ЧАЭС считается одной самых опасных для природы. Несколько квадратных километров некогда красивой территории стали зоной полного отчуждения. До конца века взрыв на ЧАЭС представляет опасность, пока не закончится полураспад радионуклидов.

Некоторые типы эмв (радио, инфракрасные, ультрафиолет) не наносят человеку сильного вреда и представляют собой лишь дискомфорт. Ведь магнитное поле земли нами практически не ощущается, а вот эмв от мобильного телефона может вызвать головную боль (воздействие на нервную систему).

Для того чтобы обезопасить здоровье от электромагнетизма, следует просто использовать меры разумной предосторожности. Вместо сотен часов за компьютерной игрой выйти погулять.