Электромагнитное излучение

1. Особенности электромагнитного излучения
2. Виды электромагнитного излучения
3. Источники электромагнитного излучения
4. Источники излучения на практике

Электромагнитное излучение представляет собой электромагнитные волны, испускаемые мельчайшими частицами вещества - атомами, молекулами и прочими частицами.

Вокруг Земли, с самого ее возникновения, существует определенный электромагнитный фон, который был практически постоянным, но с развитием технического прогресса он постоянно меняется. Появилось множество электроприборов, мобильная связь и прочие источники электромагнитного излучения.

Особенности электромагнитного излучения

Рассматривая различные явления электромагнитного излучения, на первый взгляд, сложно понять, что у них общего. Но копнув глубже, становится понятным, что существуют источники и приемники электромагнитного излучения. К таким источникам относятся рентгеновская трубка, радиоактивные элементы, лампочки накаливания, теплые предметы и прочие приспособления. Приемниками являются фотопленка, человеческий глаз, радиоприемник, антенна телевидения и прочие.

Разные виды электромагнитного излучения по-разному влияют на организм человека. К примеру, естественный свет воздействует на зрение, рентгеновское излучение повреждает ткани и органы, от инфракрасного излучения становится тепло, а вот телевизионные и радиоволны совсем не ощутимы. Но все же, невзирая на такие отличия, природа этих излучений общая, они являют собой одно и то же явление.

Электромагнитные волны, будь то рентгеновское излучение или радиоволны, распространяются в пространстве с одинаковой скоростью, но их отличие состоит в частоте колебаний за единицу времени, которая представляет промежуток от нескольких до 1020 колебаний в секунду. Максимальный предел частоты соответствует рентгеновскому и гамма- излучению.

Еще одним определяющим параметром электромагнитных волн является длина волны, значение которой может колебаться от 10^-12 до тысяч километров, что соответствует колебаниям самой низкой частоты. Волны различной длины и частоты по-разному взаимодействуют с окружающей средой. В отличие от звуковых волн, электромагнитные могут передаваться даже через вакуум.

К примеру, рентгеновское излучение, проходя через вакуумную трубку, оставляет след на фотопленке, что расположена далеко от него. А вот звук колокольчика, раздающийся в вакууме, не слышен за его пределами.

Человеческий глаз может воспринимать свет Солнца, а антенна, находящаяся на Земле, принимает сигналы с космического спутника, находящегося за миллионы километров от нее.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что для распространения электромагнитные волны не нуждаются в материальной среде.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Виды электромагнитного излучения

Выделяют несколько видов электромагнитного излучения в зависимости от длины волны, а именно:

• радиоволны. К ним также относятся микроволны, излучаемые от микроволновой печи. Эти волны считаются самыми длинными, сюда относятся все волны, имеющие длину от 500 мм;
• инфракрасное излучение. Занимает среднюю позицию между радиоволнами и светом. Длина волн соответствует диапазону 780-1000 нанометров;
• видимый свет. К данному виду относится излучение, видимое человеческому глазу. Находится в диапазоне длины волны 380-780 нанометров. То есть, это довольно-таки короткие волны;
• ультрафиолетовое излучение. Данный вид излучения пагубно влияет на все живые существа планеты. Длина волн соответствует диапазону 10-400 нанометров. Ультрафиолетовое излучение занимает среднюю позицию между рентгеновским излучением и светом;
• рентгеновское излучение. Для этого вида излучения характерно наличие электронов. Диапазон волн соответствует промежутку 10^-7-10^-12 метров. Имеет широкое использование в медицине;
• гамма-излучение. Ему соответствует минимальная длина волны в диапазоне 10^-10 метра и меньше. Этим волнам присуща максимальная энергия излучения, они являются самыми опасными для человека.

Источники электромагнитного излучения

Невзирая на ряд различий между источниками электромагнитного излучения, во всех них оно возбуждается одинаково - посредством ускоренного движения электрических зарядов.

Выделяют несколько видов таких источников:

1. Микроскопические источники. В них излучение генерируется заряженными частицами, которые скачкообразно перемещаются по энергетическим уровням. Данные скачки имеют место в молекулах и атомах. Такие источники дают видимое, инфракрасное, рентгеновское и гамма-излучение, иногда возникает излучение с большой длиной волны, но это в редких случаях. Как, например, линия в спектре водорода, соответствующая длине волны 21 см, что применяется в радиоастрономии.
2. Макроскопические источники. Такие источники генерируют излучение за счет синхронных колебаний свободных электронов, что имеются в проводниках. В зависимости от размеров и конфигурации электрических систем, генерируются колебания различной частоты. Такие системы дают излучение в диапазоне длины волны от нескольких миллиметров и до максимально возможной. Широко применяются в линиях электропередач.

Гамма-излучение может самопроизвольно испускаться при распаде радиоактивных атомных ядер. Это сопровождается сложными процессами, приводящими к изменению структуры ядра. При этом частота \(f\), что генерируется, рассчитывается через разницу энергий \(E_1\) и \(E_2\) начального и конечного состояний ядра:

\(f = {{(E_1-E_2)} \over h},\)

где \(h\) - постоянная Планка.

По теории Планка, энергия кванта электромагнитного излучения рассчитывается так:

\(E=hv;\)  \(λ = {c \over v};\)   \(v = {c \overλ };\)  \(E = h{c \overλ },\) 

где \(h=6,62∙10^{-34} \) Дж.

Так как фотон – это подвижная элементарная частичка, ему характерна масса движения и определенный импульс. Масса фотона в состоянии покоя приравнивается к нулю. А масса движения выводится из формулы кинетической энергии:

\(E=mc^2;\)  \(hv=mc^2;\)  \(m=h {v \over c^2}.\)

Рентгеновское излучение возникает в вакууме в процессе бомбардировки металлического анода электронами с высокой скоростью. Теряя скорость при столкновении с анодом, электроны излучают так называемое «тормозное излучение», имеющее непрерывный спектр. При этом перестраивается структура атомов анода, что сопровождается характерным излучением. Частота такого излучения зависит от материала анода.

Ультрафиолетовое излучение и видимый свет возникают при таких же переходах в атомах. А вот инфракрасное излучение появляется вследствие изменения вращательного момента импульса молекул и изменения амплитуды ее колебаний, и вовсе не связано с трансформациями в электронной структуре.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Контуры колебания присутствуют в генераторах электрических колебаний. В зависимости от размеров и конструкции таких генераторов, электроны производят вынужденные колебания различной частоты. Магнетроны и клистроны генерируют колебания, соответствующие длине волн от нескольких миллиметров до сантиметровых. В таких приборах колебания генерируются посредством электрических токов, они имеют конструкцию электровакуума с резонаторами из металла.

Колебательные контуры низкочастотных генераторов включают конденсаторы и катушки, которые возбуждаются ламповой или транзисторной схемами. При этом собственная частота такого контура в процессе затухания близится к резонансной, и рассчитывается по формуле:

\(f = {1 \over 2} π \sqrt{LC} ,\)

где \(L\) – индуктивность катушки;

       \(C\) – емкость конденсатора.

Переменное поле низкой частоты, применяемое для транспортировки электроэнергии, создается электромашинным генератором тока, где между магнитными полюсами вращаются роторы. Параметры такого переменного поля зависят от конструктивных особенностей генератора.

Источники излучения на практике

Источники электромагнитного излучения окружают нас в огромном множестве. Все эти источники сложно даже вспомнить, поэтому разберем некоторые из них, особо популярные и используемые:

• линии электропередач. Если говорить о высоковольтных линиях, то они обладают очень высоким напряжением и мощным уровнем электромагнитного излучения. Если люди живут в радиусе 1 км от линий электропередач, то они рискуют заработать онкологические заболевания;
• электротранспорт. Это трамваи, троллейбусы, электрички и метрополитен, а также лифты;
• вышки теле- и радиотрансляции. Такие вышки испускают вредное для человека излучение, поэтому очень плохо, когда при их установке не придерживаются санитарных требований;
• приборы бытового пользования. Это телевизор, компьютер, микроволновая печь, фен и прочие приборы;
• мобильный телефон. Излучение от мобильного телефона действует на мозг и общее самочувствие человека;
• медицинское оборудование. Это рентгены, компьютерные томографы, МРТ и прочие приборы, которым присуще сильное излучение, но без них, к сожалению, практически невозможно обследовать и определить ряд заболеваний.

И в заключение хочется сказать, что, невзирая на пагубное влияние электромагнитного излучения, мы все равно будем использовать данные приборы на практике. Просто следует помнить об их опасности и стараться их использовать с минимальным риском для здоровья.