Воздействие эми на человека. Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека

Влияние электромагнитного излучения на человека

Мы живем на планете, которая постоянно (24 часа, 7 дней в неделю) оказывает на нас различного рода воздействия. Электромагнитное излучение, влияние на человека которого увеличилось в последние годы, является одним из основных факторов, определяющих не только наш быт, но и наше состояние здоровья. Рассмотрим, как именно происходит воздействие электромагнитного излучения на человека, и какие последствия им вызваны.

Источники электромагнитного излучения

На нашей планете существует природный радиационный фон (ПРФ) в виде нескончаемого потока высокоэнергетических частичек, в котором существует живая материя. ПРФ составляют космические излучения (около 16%), гамма-излучения Земли (почти 22%), излучения живых организмов (в пределах 20%), а также излучения торона и радона (42%).

ПРФ является ионизирующим излучением, энергия частиц которого при поглощении клеткой организма способна индуцировать разложение или возбуждение веществ на молекулярном уровне. В течение 1 часа в живых клетках происходит в среднем 200 миллионов — 6 миллиардов таких превращений. Выходит, что все организмы Земли в каждую секунду, начиная с момента зачатия и заканчивая смертью, попадают под влияние электромагнитного излучения естественного происхождения.

Развиваясь, люди начали пользоваться электромагнитной энергией в своих целях. Так, человечество создало электромагнитное поле (ЭМП) искусственного происхождения. Но за короткий период своего существования оно уже существенно превышает уровень ПРФ. Мировые энергоресурсы увеличиваются вдвое почти каждые 10 лет, что также влияет на рост ЭМП.

Наибольшее влияние электромагнитного излучения на здоровье человека и других животных организмов происходит в техногенных радиочастотных ЭМП и низкочастотных полях. Так, в локализации подстанций и воздушных линий сверхвысокого напряжения напряженность промышленного магнитного поля выше естественного уровня магнитных полей планеты в среднем на 2-3 порядка.

С развитием искусственного ЭМП из-за использования радиопередающих средств коммуникации (в том числе и мобильных телефонов, телевизоров, радиоприемников, компьютеров и пр.) возникло явление электромагнитного загрязнения, или «смога». Неионизирующие электромагнитные излучения низких частот (до 1000 Гц) создаются электротранспортом, многочисленными линиями передач и кабельными трассами. Некоторые эксперты ВОЗ полагают, что на сегодняшний день уровень ЭМ загрязнения планеты сравнялся с ее химическим загрязнением.

Одно из наисильнейших воздействий электромагнитного излучения на человека в городах оказывают центры радиотелевизионных передач, которые излучают вокруг себя ультракороткие волны высокой частоты. Давно отмечено сильное влияние электромагнитных волн на организм человека от бытовой электротехники. Для сравнения: когда человек сушит волосы феном, влияющий на него прибор вырабатывает магнитную индукцию в пределах 2000 мкТл, тогда как природный ЭМ фон Земли не превышает отметку в 30-60 мкТл. Мобильные телефоны, которых у некоторых людей насчитывается несколько штук, излучают дециметровые волны большой проникающей способности. В микроволновых печах для приготовления и подогрева пищи применяется энергия сверхвысокочастотных электромагнитных волн.

Взаимодействие ЭМП с человеческим организмом

На сегодняшний день в ходе массы исследований достоверно установлено воздействие электромагнитных полей на человека, которые возникли антропогенным путем. Техногенные ЭМП несут в себе потоки разных длин и частот, неблагоприятных резонансных явлений, сверхвысокочастотных излучений, от которых тело человека пока еще не выработало защиту.

Регулярное воздействие электромагнитного поля искусственного происхождения может отражаться на работоспособности людей, способности к запоминанию, внимании, приводить ко многим заболеваниям различных систем органов. Антропогенный магнитный фон в разы увеличивает вероятность развития сердечно-сосудистых и эндокринных заболеваний, злокачественных опухолей, иммунодефицита, эректильной дисфункции у мужчин.

Но если сильное воздействие электромагнитных полей на организм человека достаточно исследовано, то влияние слабых эффектов во многом еще остается загадкой. Предполагается, что именно слабые воздействия оказывают опосредованное влияние в виде канцерогенных и генетических эффектов.

Рассмотрим, как влияние на организм людей оказывают электромагнитные поля низкой и высокой частоты.

Эффекты ЭМП низкой частоты на человеческое тело

Воздействие низкочастотного электромагнитного поля на человека происходит так, что последний играет роль проводника. ЭМП низкой частоты провоцирует в теле возникновение тока. Так как электромагнитные волны в данном случае имеют длину, во много раз превосходящую размеры человека, они оказывают эффект на весь организм. Наши ткани и органы имеют различное друг от друга строение, то есть они имеют различные электрические свойства. Из-за этого воздействие на человека ЭМП низкой частоты будет отличаться в разных частях тела. Наиболее чувствительными к низкочастотному излучению оказываются структуры нервной системы.

Влияние электромагнитных излучений на организм человека проявляется в небольшом повышении температуры тканей, непосредственно контактирующих с волнами низкой частоты. Были изучены эффекты низкочастотного волнового излучения на увеличение выработки гормонов гипофиза и коры надпочечников, что в большинстве случаев ведет к активации элементов половой системы.

Исследователи установили определенную связь между развитием онкологических образований и влиянием электромагнитного поля на организм человека, но эти результаты требуют дополнительных анализов и повторов. На сегодня точно определена роль низкочастотного ЭМП на возникновение лейкоза и рака головного мозга у людей разных возрастов, которые регулярно подвергаются облучению.

Опасными для человеческого тела являются также сверхнизкочастотные электромагнитные излучения. Они могут оказать такое же действие на электромагнитное поле человека, как и радиация.

Как действуют на человека ЭМП высокой частоты?

Реакция организма на излучения высокой частоты (в отличие от низкочастотного ЭМП) проявляется в нагреве тканей, непосредственно подвергшихся воздействию облучения. Причем тепловая реакция усиливается пропорционально росту частоты ЭМП. В отличие от тока низкой частоты высокочастотный ток не приводит к возбуждению нервных и мышечных клеток.

Влияние электромагнитных полей на человека может происходить как локально (на определенные участки тела), так и на весь организм. Это зависит от того, полностью или частично происходит действие электромагнитного излучения на организм человека, а еще от длины волны.

Энергия сверхвысокочастотного излучения больше всего поглощается водными средами организма. Эти волны почти не вступают во взаимодействие с кожным покровом и жировой тканью, но оказывают эффект на мышечные волокна и внутренние органы. Сейчас детально изучаются эффекты сверхвысокочастотного излучения низкой интенсивности на центральную нервную систему людей. Было установлено, что оно оказывает на организм кардиотропное действие.

Отдельное внимание нужно уделить влиянию микроволновых излучений на здоровье человека. Наибольшая доля в микроволновом загрязнении отводится радиостанциям и тем объектам, которые генерируют электромагнитное излучение в сверхвысокочастотном диапазоне. У работников подобных станций систематически возникают мигрень, недомогание, заторможенность, проблемы с запоминанием и пр.

В зависимости от характера облучения и величины дозы поражение микроволнами принято разделять на острое и хроническое. Для острого поражения характерны термогенный эффект и кратковременное воздействие излучения. При хроническом поражении микроволны воздействуют на тело человека в течение долгого времени. Страшно то, что влияние электромагнитного излучения на организм человека в этом случае проявляется отдаленно, а поэтому выявить его эффекты крайне сложно.

Многочисленные исследования установили высокую чувствительность определенных органов и тканей к влиянию ЭМП, а именно:

• центральной нервной системы (перевозбуждение нервных клеток);
• органов зрения;
• половых желез (у мужчин развивается импотенция, снижается выработка тестостерона, а у женщин могут возникать выкидыши, токсикозы во время беременности, патологии во внутриутробном развитии плода);
• органов сердечно-сосудистой системы (миокардиодистрофия, коронарная недостаточность и пр.);
• желез внутренней секреции;
• иммунной системы (при хроническом облучении возможно развитие лейкопении).

Влияние электромагнитного поля на здоровье человека проявляется в реакциях трех типов со стороны последнего: возбуждение, нагрев и кооперация. Первым двум посвящено много научных работ, третий остается все еще слабо изученным.

Технический прогресс имеет и обратную сторону. Глобальное использование различной техники, работающей от электричества, стало причиной загрязнения, которому дали название – электромагнитный шум. В этой статье мы рассмотрим природу этого явления, степень его воздействия на организм человека и меры защиты.

Что это такое и источники излучения

Электромагнитное излучение – это электромагнитные волны, которые возникают при возмущении магнитного или электрического поля. Современная физика трактует этот процесс в рамках теории корпускулярно-волнового дуализма. То есть, минимальной порцией электромагнитного излучения является квант, но в тоже время оно имеет частотно-волновые свойства, определяющие его основные характеристики.

Спектр частот излучения электромагнитного поля, позволяет классифицировать его на следующие виды:

• радиочастотное (к ним относятся радиоволны);
• тепловое (инфракрасное);
• оптическое (то есть, видимое глазом);
• излучение в ультрафиолетовом спектре и жесткое (ионизированное).

Детальную иллюстрацию спектрального диапазона (шкала электромагнитных излучений), можно увидеть на представленном ниже рисунке.

Природа источников излучения

В зависимости от происхождения, источники излучения электромагнитных волн в мировой практике принято классифицировать на два вида, а именно:

• возмущения электромагнитного поля искусственного происхождения;
• излучение, исходящее от естественных источников.

Излучения, исходящие от магнитного поля поле вокруг Земли, электрических процессов в атмосфере нашей планеты, ядерного синтеза в недрах солнца – все они естественного происхождения.

Что касается искусственных источников, то они побочное явление, вызванное работой различных электрических механизмов и приборов.

Исходящее от них излучение, может быть низкоуровневым и высокоуровневым. От уровней мощности источников полностью зависит степень напряженности излучения электромагнитного поля.

В качестве примера источников с высоким уровнем ЭМИ можно привести:

• ЛЭП, как правило, высоковольтные;
• все виды электротранспорта, а также сопутствующая ему инфраструктура;
• теле- и радиовышки, а также станции передвижной и мобильной связи;
• установки для преобразования напряжения электрической сети (в частности, волны исходящие от трансформатора или распределяющей подстанции);
• лифты и другие виды подъемного оборудования, где используется электромеханическая силовая установка.

К типичным источникам, излучающим низкоуровневые излучения можно отнести следующее электрооборудование:

• практически все устройства с ЭЛТ дисплеем (например: платежный терминал или компьютер);
• различные типы бытовой техники, начиная от утюгов и заканчивая климатическими системами;
• инженерные системы, обеспечивающие подачу электричества к различным объектам (подразумеваются не только кабель электропередач, а сопутствующее оборудование, например розетки и электросчетчики).

Отдельно стоит выделить специальное оборудование, используемое в медицине, которое испускает жесткое излучение (рентгеновские аппараты, МРТ и т.д.).

Влияние на человека

В ходе многочисленных исследований радиобиологи пришли к неутешительному выводу – длительное излучение электромагнитных волн может стать причиной «взрыва» болезней, то есть оно вызывает бурное развитие паталогических процессов в организме человека. Причем многие из них вносят нарушения на генетическом уровне.

Видео: Как влияет электромагнитное излучение на людей.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Это происходит из-за того, что у электромагнитного поля высокий уровень биологической активности, что негативно отражается живых организмах. Фактор влияния зависит от следующих составляющих:

• характер производимого излучения;
• как долго и с какой интенсивностью оно продолжается.

Влияние на здоровье человека излучения, у которого электромагнитная природа, напрямую зависит от локализации. Она может быть как местного, так и общего характера. В последнем случае происходит масштабное облучение, например излучение, производимое ЛЭП.

Соответственно, под местным облучением подразумевается воздействие на определенные участки тела. Исходящие от электронных часов или мобильного телефона электромагнитные волны, яркий пример локального воздействия.

Отдельно необходимо отметить термальное воздействие высокочастотного электромагнитного излучения на живую материю. Энергия поля преобразуется в тепловую энергию (за счет вибрации молекул), на этом эффекте основа работа промышленных СВЧ излучателей, используемых для нагрева различных веществ. В отличие от пользы в производственных процессах, термальное воздействие на организм человека может оказаться пагубным. С точки зрения радиобиологии находиться возле «теплого» электрооборудования не рекомендуется.

Необходимо принять во внимание, что в быту мы регулярно подвергаемся облучению, причем это происходит не только на производстве, а и дома или при перемещении по городу. Со временем биологический эффект накапливается и усиливается. С ростом электромагнитного зашумления возрастает количество характерных заболеваний мозга или нервной системы. Заметим, что радиобиология довольно молодая наука, поэтому вред наносимый живым организмам от электромагнитного излучения досконально не изучен.

На рисунке виден, уровень электромагнитных волн, производимых обычными, используемыми в быту приборами.

Обратите внимание, что уровень напряженности поля существенно снижается на расстоянии. То есть, чтобы уменьшит его действие, достаточно отдалиться от источника на определенное расстояние.

Формула для расчета нормы (нормирование) излучения электромагнитного поля указана в соответствующих ГОСТах и СанПиНах.

Защита от излучения

На производстве в качестве средств, защищающих от облучения, активно применяются поглощающие (защитные) экраны. К сожалению, защититься от излучения электромагнитного поля при помощи такого оборудования в домашних условиях не представляется возможным, поскольку оно на это не рассчитано.

• чтобы свести воздействие излучения электромагнитного поля практически к нулю, следует отойти от ЛЭП, радио- и телевышек на расстояние не менее 25 метров (необходимо учитывать мощность источника);
• для ЭЛТ монитора и телевизора это расстояние значительно меньше – около 30 см;
• электронные часы не следует ставить близко подушке, оптимальное расстояние для них более 5 см;
• что касается для радио и сотовых телефонов, подносить их ближе, чем на 2,5 сантиметра не рекомендуется.

Заметим, что многие знают, как опасно стоять рядом с высоковольтными линиями электропередач, но при этом большинство людей не придают значения, обычным бытовым электроприборам. Хотя достаточно поставить системный блок на пол или переместить подальше, и вы обезопасите себя и своих близких. Советуем проделать это, после чего замерять фон от компьютера используя детектор излучения электромагнитного поля, чтобы наглядно убедиться в его снижении.

Этот совет также касается и размещения холодильника, многие ставят его неподалеку от кухонного стола, практично, но небезопасно.

Никакая таблица не сможет указать точное безопасное расстояние от конкретного электрооборудования, поскольку излучения может варьироваться, как в зависимости от модели устройства, так и страны производителя. В настоящий момент нет единого международного стандарта, поэтому в разных странах нормы могут иметь существенные расхождения.

Точно определить интенсивность излучения можно при помощи специального прибора – флюксметра. Согласно принятым в России нормам, максимально допустимая доза не должна превышать 0,2мкТл. Рекомендуем произвести замер в квартире, используя указанный выше прибор для измерения степени излучения электромагнитного поля.

Старайтесь сократить время, когда вы подвергаетесь облучению, то есть, не находитесь долго рядом с работающими электротехническими приборами. Например, совсем не обязательно постоянно стоять у электроплиты или СВЧ-печки во время приготовления пищи. Касательно электрооборудования можно заметить, что теплое, не всегда означает безопасное.

Всегда выключайте неиспользуемые электроприборы. Люди зачастую оставляют включенными различные устройства, не учитывая, что в это время от электротехники исходит электромагнитное излучение. Выключите ноутбук, принтер или другое оборудование, ненужно лишний раз подвергаться облучению, помните про свою безопасность.

Тело человека имеет свое электромагнитное поле как любой организм на земле, благодаря которому все клетки организма гармонично работают. Электромагнитные излучения человека еще называют биополем (видимая его часть - аура). Не забывайте, что это поле является основной защитной оболочкой нашего организма от любого негативного влияния. Разрушая ее, органы и системы нашего организма становятся легкой добычей для любых болезнетворных факторов.

Если на наше электромагнитное поле начинают действовать другие источники излучения, гораздо более мощные, чем излучение нашего тела, то в организме начинается хаос. Это и приводит к кардинальному ухудшению здоровья.

И такими источниками могут быть не только бытовые приборы, мобильные телефоны и транспорт. Значительное влияние на нас оказывают большое скопление людей, настроение человека и его отношение к нам, геопатогенные зоны на планете, магнитные бури и т.д.

Среди ученых до сих пор ведутся споры о вреде электромагнитного излучения. Одни говорят, что это опасно, другие, - наоборот, не видят никакого вреда. Хотелось бы внести ясность.

Опасны не сами электромагнитные волны, без которых действительно ни один аппарат не смог бы работать, а их информационная составляющая, которую нельзя обнаружить обычными осциллографами.

Экспериментально установлено, что электромагнитные излучения имеют торсионную (информационную) компоненту. Согласно исследованиям специалистов из Франции, России, Украины и Швейцарии именно торсионные поля, а не электромагнитные, являются основным фактором негативного влияния на здоровье человека. Так как именно торсионное поле передает человеку всю ту негативную информацию, от которой начинаются головные боли, раздражения, бессонница и т.д.

Слабые электромагнитные поля (ЭМП) мощностью сотые и даже тысячные доли Ватт высокой частоты для человека опасны тем, что интенсивность таких полей совпадает с интенсивностью излучений организма человека при обычном функционировании всех систем и органов в его теле. В результате этого взаимодействия собственное поле человека искажается, провоцируя развитие различных заболеваний, преимущественно в наиболее ослабленных звеньях организма.

Наиболее негативное свойство электромагнитных сигналов в том, что они имеют свойство накапливаться со временем в организме. У людей, по роду деятельности много пользующихся различной оргтехникой – компьютерами, телефонами (в т.ч. мобильными) – обнаружено понижение иммунитета, частые стрессы, понижение сексуальной активности, повышенная утомляемость. И это еще не все негативное влияние электромагнитного излучения!

Источники негативного излучения:

• Геопатогенные зоны
• Социопатогенное излучение: влияние людей друг на друга
• Мобильная связь и сотовые телефоны
• Компьютеры и ноутбуки
• Телевизор
• Микроволновки (СВЧ-печь)
• Транспорт
• Психотронное оружие

Проблема в том, что опасность невидима и неосязаема, а проявляться начинает только в виде различных болезней.

Наиболее подвержены влиянию электромагнитных полей кровеносная система, головной мозг, глаза, иммунная и половая системы.

Незаметное влияние электромагнитного излучения каждодневно и ежеминутно оказывается на наши глаза и мозг, желудочно-кишечный тракт и мочеполовая система, кроветворные органы и иммунная система. Кто-то скажет: «Ну и что?»

Факты:

Знаете ли Вы, что уже через 15 минут после начала работы на компьютере у 9-10 летнего ребёнка изменения в крови и моче почти совпадают с изменениями крови человека больного раком? Аналогичные изменения проявляются у 16-летнего подростка через полчаса, у взрослого – через 2 часа работы за монитором.

***

Сигнал от переносного радиотелефона проникает в мозг на 37,5 мм?

***

Исследователи США установили:

- у большинства женщин, работавших на компьютерах в период беременности, плод развивался аномально, и вероятность выкидышей приближалась к 80%;

- рак мозга у электриков развивается в 13 раз чаще, чем у работников других профессий;

Влияние электромагнитного излучения на нервную систему:

Уровень электромагнитного излучения, даже не вызывающий теплового воздействия, способен повлиять на важнейшие функциональные системы организма. К наиболее уязвимой из них большинство специалистов относят нервную систему. Механизм воздействия очень прост - установлено, что электромагнитные поля нарушают проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. В результате нервная система начинает неправильно функционировать. Кроме того, переменное электромагнитное поле индуцирует слабые токи в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей. Спектр вызываемых этими процессами отклонений весьма широк - в ходе экспериментов фиксировались изменения ЭЭГ головного мозга, замедление реакции, ухудшение памяти, депрессивные проявления и т.д.

Влияние ЭМИ на иммунную систему:

Иммунная система также подвержена влиянию. Экспериментальные исследования в этом направлении показали, что то у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Есть основания считать, что при воздействии ЭМИ нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Этот процесс связывают с возникновением аутоиммунитета. В соответствии с этой концепцией, основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета.

Эндокринная система тоже является мишенью для ЭМИ. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников.

Влияние электромагнитного излучения на сердечно-сосудистую систему:

Можно также отметить нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы. Она и проявляются в форме лабильности пульса и артериального давления. Отмечаются фазовые изменения состава периферической крови.

Влияние электромагнитного излучения на половую систему:

1. Наблюдается угнетение спермакинеза, увеличение рождаемости девочек, повышение числа врожденных пороков и уродств. Яичники более чувствительны к влиянию электромагнитного излучения.
2. Женская половая сфера более восприимчива к воздействию электромагнитных полей, создаваемых компьютерами и другой офисной и бытовой техникой, чем мужская.
3. Сосуды головы, щитовидная железа, печень, половая сфера - это критические зоны воздействия. Это только основные и самые очевидные последствия воздействия ЭМИ. Картина реального воздействия на каждого конкретного человека очень индивидуальна. Но в той или иной степени эти системы поражаются у всех пользователей бытовой техникой в различные сроки.

Влияние электромагнитного излучения различных бытовых приборов, мкВт/кв.см (плотность потока мощности)

Механизм воздействия ЭМИ

Тело человека, как любой организм на Земле, имеет свое электромагнитное поле, благодаря которому все системы, органы и клетки организма гармонично работают. Электромагнитные излучения человека еще называют биополем. Визуальное представление биополя, которое видят некоторые люди, и которое может быть построено компьютером с помощью специальных аппаратов, называют ещё аурой.

Это поле является основной защитной оболочкой нашего организма от влияния внешних электромагнитных полей. При его разрушении органы и системы нашего организма становятся легкой добычей для любых болезнетворных факторов.

Если на наше природное электромагнитное поле действуют другие источники излучения, гораздо более мощные, чем излучение нашего тела, то оно искажается или вовсе начинает разрушаться. И в организме начинается хаос. Это приводит к нарушению работы различных органов и систем — болезням.

То есть для любого человека очевидно, что, например, гудящая трансформаторная будка или мощный электрогенератор представляют опасность, поскольку создают сильное электромагнитное поле вокруг себя. Для работников рассчитаны нормы безопасного времени и расстояния при нахождении вблизи таких устройств. Но вот, что для большинства людей НЕ очевидно:

Тот же эффект разрушения биополя наступает и при воздействии слабых электромагнитных излучений, если организм находится под их влиянием регулярно и длительные промежутки времени.

То есть источниками опасности являются самые обычные бытовые приборы, окружающие нас каждый день. Вещи, без которых мы уже не представляем свою жизнь: бытовая техника, компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны, транспорт и другие атрибуты современной цивилизации.

Кроме того, значительное влияние на нас оказывают большое скопление людей, настроение человека и его отношение к нам, геопатогенные зоны на планете, магнитные бури и т.д. (более подробно см. страницу ).

Среди ученых до сих пор ведутся споры о вреде электромагнитного излучения. Одни говорят, что это опасно, другие, — наоборот, не видят никакого вреда. Хотелось бы внести ясность.

Наиболее опасны не сами электромагнитные волны, без которых действительно ни один аппарат не смог бы работать, — а их информационная составляющая, которую нельзя обнаружить обычными осциллографами.

Экспериментально установлено, что электромагнитные излучения имеют торсионную (информационную) компоненту. Согласно исследованиям специалистов из Франции, России, Украины и Швейцарии именно торсионные поля, а не электромагнитные, являются основным фактором негативного влияния на здоровье человека. Так как именно торсионное поле передает человеку всю ту негативную информацию, от которой начинаются головные боли, раздражения, бессонница и т.д.

Насколько же сильно воздействие окружающей нас техники? Предлагаем к просмотру несколько видео-роликов:

Насколько опасные излучение нас окружают? Наглядная демонстрация:

Конечно, это далеко не все опасные предметы, которые мы ежедневно используем. Более подробно об источниках излучений можно узнать на странице:

Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека

Слабые электромагнитные поля (ЭМП) высокой частоты мощностью сотые и даже тысячные доли Ватт для человека опасны тем, что интенсивность таких полей совпадает с интенсивностью излучений организма человека при обычном функционировании всех систем и органов в его теле. В результате этого взаимодействия собственное поле человека искажается, что способствует развитию различных заболеваний, особенно в наиболее ослабленных местах организма.

Наиболее опасным свойством таких воздействий является то, что они накапливаться со временем в организме. Как говориться: «капля воды — камень точит». У людей, по роду деятельности много пользующихся различной техникой – компьютерами, телефонами – обнаружено понижение иммунитета, частые стрессы, понижение сексуальной активности, повышенная утомляемость.

А если учесть развитие беспроводных технологий и миниатюризацию гаджетов, которые позволяют нам не расставаться с ними круглосуточно… Сегодня в зону риска попадает практически каждый житель мегаполиса, так или иначе подвергающийся круглосуточному воздействию мобильных и Wi-Fi сетей, линий электропередач, электротранспорта и т.д.

Проблема в том, что опасность невидима и неосязаема, а проявляться начинает только в виде различных заболеваний. При этом причина этих заболеваний остаётся вне поля зрения медицины. За редкими исключениями. И, пока Вы залечиваете симптомы достижениями современной медицины, наш невидимый враг упорно продолжает подтачивать Ваше здоровье.

Наиболее подвержены влиянию электромагнитных полей кровеносная система, головной мозг, глаза, иммунная и половая системы. Кто-то скажет: «Ну и что? Наверняка это воздействие не так уж и сильно — иначе международные организации уже давно забили бы тревогу.»

Факты:

Знаете ли Вы, что уже через 15 минут после начала работы на компьютере у 9-10 летнего ребёнка изменения в крови и моче почти совпадают с изменениями крови человека больного раком? Аналогичные изменения проявляются у 16-летнего подростка через полчаса, у взрослого – через 2 часа работы за монитором.

(речь об электронно-лучевых мониторах, которые постепенно исчезают из обихода, но пока ещё встречаются)

Исследователи США установили:

• у большинства женщин, работавших на компьютерах в период беременности, плод развивался аномально, и вероятность выкидышей приближалась к 80%;
• рак мозга у электриков развивается в 13 раз чаще, чем у работников других профессий;

Влияние электромагнитного излучения на нервную систему:

Уровень электромагнитного излучения, даже не вызывающий теплового воздействия, способен повлиять на важнейшие функциональные системы организма. К наиболее уязвимой из них большинство специалистов относят нервную систему. Механизм воздействия очень прост — установлено, что электромагнитные поля нарушают проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. В результате нервная система начинает неправильно функционировать. Кроме того, переменное электромагнитное поле индуцирует слабые токи в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей. Спектр вызываемых этими процессами отклонений весьма широк - в ходе экспериментов фиксировались изменения ЭЭГ головного мозга, замедление реакции, ухудшение памяти, депрессивные проявления и т.д.

Влияние ЭМИ на иммунную систему:

Иммунная система также подвержена влиянию. Экспериментальные исследования в этом направлении показали, что то у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Есть основания считать, что при воздействии ЭМИ нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Этот процесс связывают с возникновением аутоиммунитета. В соответствии с этой концепцией, основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета.

Влияние ЭМИ на эндокринную систему:

Эндокринная система тоже является мишенью для ЭМИ. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников.

Влияние электромагнитного излучения на сердечно-сосудистую систему:

Можно также отметить нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы. Она и проявляются в форме лабильности пульса и артериального давления. Отмечаются фазовые изменения состава периферической крови.

Влияние электромагнитного излучения на половую систему:

1. Наблюдается угнетение спермакинеза, увеличение рождаемости девочек, повышение числа врожденных пороков и уродств. Яичники более чувствительны к влиянию электромагнитного излучения.
2. Женская половая сфера более восприимчива к воздействию электромагнитных полей, создаваемых компьютерами и другой офисной и бытовой техникой, чем мужская.
3. Сосуды головы, щитовидная железа, печень, половая сфера — это критические зоны воздействия. Это только основные и самые очевидные последствия воздействия ЭМИ. Картина реального воздействия на каждого конкретного человека очень индивидуальна. Но в той или иной степени эти системы поражаются у всех пользователей бытовой техникой в различные сроки.

Влияние электромагнитного излучения на беременных и детей:

Детский организм по сравнению со взрослым имеет некоторые особенности, например, отличается большим соотношением длины головы и тела, большей проводимостью мозгового вещества.

Из-за меньших размеров и объема головы ребенка удельная поглощенная мощность больше, по сравнению со взрослой и излучение проникает глубже в те отделы мозга, которые у взрослых, как правило, не облучаются. С ростом головы и утолщением костей черепа уменьшается содержание воды и ионов, а значит и проводимость.

Доказано, что растущие и развивающиеся ткани наиболее подвержены неблагоприятному влиянию электромагнитного поля, а активный рост человека происходит с момента зачатия примерно до 16 лет.

В эту группу риска попадают также и беременные женщины, поскольку ЭМП биологически активно в отношении эмбрионов. При разговоре беременной женщины по сотовому телефону практически все ее тело подвергается воздействию ЭМП, включая развивающийся плод.

Чувствительность эмбриона к повреждающим факторам значительно выше, чем чувствительность материнского организма. Установлено, что внутриутробное повреждение плода ЭМП может произойти на любом этапе его развития: во время оплодотворения, дробления, имплантации, органогенеза. Однако периодами максимальной к ЭМП чувствительности являются ранние стадии развития зародыша — имплантация и ранний органогенез.

Факты:

В Нейродиагностическом научном институте в Испании в 2001 году обнаружили, что у 11-13-летних детей, две минуты поговоривших по сотовому телефону, изменение биоэлектрической активности мозга сохраняется еще два часа после того, как они положат трубку.

В Бристольском университете в Великобритании в прошлом году закончились исследования, показавшие значительное увеличение времени реакции у 10-11-летних детей, использовавших мобильный телефон стандарта GSM. Аналогичные результаты получили финны в университете города Турку, наблюдавшие за группой детей 10-14 лет.

В СССР до 90-х годов было выполнено большое количество исследований биологического действия ЭМП на развивающийся организм животных.

Установлено, что на эмбриональное развитие потомства влияют даже малые интенсивности ЭМП. Потомство облученных животных менее жизнеспособно, наблюдаются аномалии развития, уродства, отставание в весе, нарушения функции высших отделов центральной нервной системы (замедленная выработка и снижение способности к сохранению оборонительных и двигательно-пищевых условных рефлексов), смещение темпов постнатального развития.

Для облученных ЭМП взрослых животных характерно уменьшение числа рождаемости потомства, изменения в половых органах самок, нарушения в развитии плода, снижение процента скрещиваемости, статистически более часто отмечающиеся случаи мертворождения.

Исследование влияния ЭМП на потомство крыс, подвергшихся электромагнитному воздействию по параметрам сходному с тем, что получает эмбрион человека при разговоре его матери по сотовому телефону показало, что по сравнению с контролем статистически достоверно увеличена эмбриональная смертность потомства, снижена масса зобной железы, увеличено количество аномалий развития внутренних органов, за первые 4 недели постнатального периода смертность потомства крыс всех подопытных групп была в 2,5 — 3 раза выше, чем в контроле, а масса тела ниже. Развитие крысят также шло хуже: отставало формирование сенсорно-двигательных рефлексов, сроки прорезания резцов, у крысят-самок нарушалось становление.

Итого:

Содержание статьи

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, электромагнитные волны, возбуждаемые различными излучающими объектами, – заряженными частицами, атомами, молекулами, антеннами и пр. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания.

Может показаться удивительным, что внешне столь разные физические явления имеют общую основу. В самом деле, что общего между кусочком радиоактивного вещества, рентгеновской трубкой, ртутной газоразрядной лампой, лампочкой фонарика, теплой печкой, радиовещательной станцией и генератором переменного тока, подключенным к линии электропередачи? Как, впрочем, и между фотопленкой, глазом, термопарой, телевизионной антенной и радиоприемником. Тем не менее, первый список состоит из источников, а второй – из приемников электромагнитного излучения. Воздействия разных видов излучения на организм человека тоже различны: гамма- и рентгеновское излучения пронизывают его, вызывая повреждение тканей, видимый свет вызывает зрительное ощущение в глазу, инфракрасное излучение, падая на тело человека, нагревает его, а радиоволны и электромагнитные колебания низких частот человеческим организмом и вовсе не ощущаются. Несмотря на эти явные различия, все названные виды излучений – в сущности разные стороны одного явления.

Взаимодействие между источником и приемником формально состоит в том, что при всяком изменении в источнике, например при его включении, наблюдается некое изменение в приемнике. Это изменение происходит не сразу, а спустя некоторое время, и количественно согласуется с представлением о том, что нечто перемещается от источника к приемнику с очень большой скоростью. Сложная математическая теория и огромное число разнообразных экспериментальных данных показывают, что электромагнитное взаимодействие между источником и приемником, разделенными вакуумом или разреженным газом, может быть представлено в виде волн, распространяющихся от источника к приемнику со скоростью света с .

Скорость распространения в свободном пространстве одинакова для всех типов электромагнитных волн от гамма-лучей до волн низкочастотного диапазона. Но число колебаний в единицу времени (т.е. частота f ) меняется в очень широких пределах: от нескольких колебаний в секунду для электромагнитных волн низкочастотного диапазона до 10 20 колебаний в секунду в случае рентгеновского и гамма-излучений. Поскольку длина волны (т.е. расстояние между соседними горбами волны; рис. 1) дается выражением l = с /f , она тоже изменяется в широких пределах – от нескольких тысяч километров для низкочастотных колебаний до 10 –14 м для рентгеновского и гамма-излучений. Именно поэтому взаимодействие электромагнитных волн с веществом столь различно в разных частях их спектра. И все же все эти волны родственны между собой, как родственны водяная рябь, волны на поверхности пруда и штормовые океанские волны, тоже по-разному воздействующие на объекты, встречающиеся на их пути. Электромагнитные волны существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приемнику через вакуум или межзвездное пространство. Например, рентгеновские лучи, возникающие в вакуумной трубке, воздействуют на фотопленку, расположенную вдали от нее, тогда как звук колокольчика, находящегося под колпаком, услышать невозможно, если откачать воздух из-под колпака. Глаз воспринимает идущие от Солнца лучи видимого света, а расположенная на Земле антенна – радиосигналы удаленного на миллионы километров космического аппарата. Таким образом, никакой материальной среды, вроде воды или воздуха, для распространения электромагнитных волн не требуется.

Источники электромагнитного излучения.

Несмотря на физические различия, во всех источниках электромагнитного излучения, будь то радиоактивное вещество, лампа накаливания или телевизионный передатчик, это излучение возбуждается движущимися с ускорением электрическими зарядами. Различают два основных типа источников. В «микроскопических» источниках заряженные частицы скачками переходят с одного энергетического уровня на другой внутри атомов или молекул. Излучатели такого типа испускают гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное, а в некоторых случаях и еще более длинноволновое излучение (примером последнего может служить линия в спектре водорода, соответствующая длине волны 21 см, играющая важную роль в радиоастрономии). Источники второго типа можно назвать макроскопическими. В них свободные электроны проводников совершают синхронные периодические колебания. Электрическая система может иметь самые разнообразные конфигурации и размеры. Системы такого типа генерируют излучение в диапазоне от миллиметровых до самых длинных волн (в линиях электропередачи).

Гамма-лучи испускаются самопроизвольно при распаде ядер атомов радиоактивных веществ, например радия. При этом происходят сложные процессы изменения структуры ядра, связанные с движением зарядов. Генерируемая частота f определяется разностью энергий E 1 и E 2 двух состояний ядра: f = (E 1 – E 2)/h , где h – постоянная Планка.

Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке в вакууме поверхности металлического анода (антикатода) электронами, обладающими большими скоростями. Быстро замедляясь в материале анода, эти электроны испускают так называемое тормозное излучение, имеющее непрерывный спектр, а происходящая в результате электронной бомбардировки перестройка внутренней структуры атомов анода, в результате которой атомные электроны переходят в состояние с меньшей энергией, сопровождается испусканием так называемого характеристического излучения, частоты которого определяются материалом анода.

Такие же электронные переходы в атоме дают ультрафиолетовое и видимое световое излучение. Что же касается инфракрасного излучения, то оно обычно является результатом изменений, мало затрагивающих электронную структуру и связанных преимущественно с изменениями амплитуды колебаний и вращательного момента импульса молекулы.

В генераторах электрических колебаний имеется «колебательный контур» того или иного типа, в котором электроны совершают вынужденные колебания с частотой, зависящей от его конструкции и размеров. Наиболее высокие частоты, соответствующие миллиметровым и сантиметровым волнам, генерируются клистронами и магнетронами – электровакуумными приборами с металлическими объемными резонаторами, колебания в которых возбуждаются токами электронов. В генераторах более низких частот колебательный контур состоит из катушки индуктивности (индуктивность L ) и конденсатора (емкость C ) и возбуждается ламповой или транзисторной схемой. Собственная частота такого контура, которая при малом затухании близка к резонансной, дается выражением .

Переменные поля очень низких частот, используемые для передачи электрической энергии, создаются электромашинными генераторами тока, в которых роторы, несущие проволочные обмотки, вращаются между полюсами магнитов.

Теория Максвелла, эфир и электромагнитное взаимодействие.

Когда океанский лайнер в тихую погоду проходит на некотором расстоянии от рыбацкой лодки, то спустя какое-то время лодка начинает сильно раскачиваться на волнах. Причина этого всем понятна: от носа лайнера по поверхности воды бежит волна в виде последовательности горбов и впадин, которая и достигает рыбацкой лодки.

Когда при помощи специального генератора в установленной на искусственном спутнике Земли и направленной на Землю антенне возбуждаются колебания электрического заряда, в приемной антенне на Земле (также через некоторое время) возбуждается электрический ток. Как же передается взаимодействие от источника к приемнику, если между ними отсутствует материальная среда? И если сигнал, поступающий на приемник, можно представить в виде некоторой падающей волны, то что это за волна, которая способна распространяться в вакууме, и как могут возникать горбы и впадины там, где ничего нет?

Над этими вопросами в применении к видимому свету, распространяющемуся от Солнца к глазу наблюдателя, ученые задумывались уже давно. На протяжении большей части 19 в. такие физики, как О.Френель , И.Фраунгофер , Ф.Нейман, пытались найти ответ в том, что пространство на самом деле не пусто, а заполнено некой средой («светоносным эфиром»), наделенной свойствами упругого твердого тела. Хотя такая гипотеза и помогла объяснить некоторые явления в вакууме, она привела к непреодолимым трудностям в задаче о прохождении света через границу двух сред, например воздуха и стекла. Это побудило ирландского физика Дж.Мак-Куллага отбросить идею упругого эфира. В 1839 он предложил новую теорию, в которой постулировалось существование среды, по своим свойствам отличной от всех известных материалов. Такая среда не оказывает сопротивления сжатию и сдвигу, но сопротивляется вращению. Из-за этих странных свойств модель эфира Мак-Куллага вначале на вызвала особого интереса. Однако в 1847 Кельвин продемонстрировал наличие аналогии между электрическими явлениями и механической упругостью. Исходя из этого, а также из представлений М.Фарадея о силовых линиях электрического и магнитного полей, Дж.Максвелл предложил теорию электрических явлений, которая, по его словам, «отрицает действие на расстоянии и приписывает электрическое действие напряжениям и давлениям в некой всепроникающей среде, причем эти напряжения такие же, с какими имеют дело инженеры, а среда и есть именно та среда, в которой, как предполагают, распространяется свет». В 1864 Максвелл сформулировал систему уравнений, охватывающую все электромагнитные явления. Примечательно, что его теория во многом напоминала теорию, предложенную за четверть века до этого Мак-Куллагом. Уравнения Максвелла были столь всеохватывающими, что из них выводились законы Кулона , Ампера , электромагнитной индукции и следовал вывод о совпадении скорости распространения электромагнитных явлений со скоростью света.

После того как уравнениям Максвелла была придана более простая форма (заслуга в основном О.Хевисайда и Г.Герца), полевые уравнения стали ядром электромагнитной теории. Хотя эти уравнения сами по себе и не требовали максвелловской интерпретации на основе представлений о напряжениях и давлениях в эфире, такая интерпретация повсеместно была принята. Несомненный успех уравнений в предсказании и объяснении различных электромагнитных явлений был воспринят как подтверждение справедливости не только уравнений, но и механистической модели, на основе которой они были выведены и истолкованы, хотя эта модель была совершенно не существенна для математической теории. Фарадеевские силовые линии поля и трубки тока наряду с деформациями и смещениями стали существенными атрибутами эфира. Энергия рассматривалась как запасенная в напряженной среде, а ее поток Г.Пойнтинг в 1884 представил вектором, носящим теперь его имя. В 1887 Герц экспериментально продемонстрировал существование электромагнитных волн. В серии блестящих экспериментов он измерил скорость их распространения, а также показал, что они могут отражаться, преломляться и поляризоваться. В 1896 Г.Маркони получил патент на радиосвязь.

В континентальной Европе независимо от Максвелла развивалась теория дальнодействия – совершенно другой подход к проблеме электромагнитного взаимодействия. Максвелл писал по этому поводу: «Согласно теории электричества, которая делает большие успехи в Германии, две заряженные частицы непосредственно действуют друг на друга на расстоянии с силой, которая, по Веберу, зависит от их относительной скорости и действует, согласно теории, основанной на идеях Гаусса и развитой Риманом, Лоренцом и Нейманом, не мгновенно, а спустя некоторое время, зависящее от расстояния. По достоинству оценить мощь этой теории, которая столь выдающимся людям объясняет любой вид электрических явлений, можно, лишь изучив ее». Теорию, о которой говорил Максвелл, наиболее полно развил датский физик Л.Лоренц с помощью скалярного и векторного запаздывающих потенциалов, почти таких же, как и в современной теории. Максвелл отвергал идею запаздывающего действия на расстоянии, будь то потенциалы или силы. «Эти физические гипотезы совершенно чужды моим представлениям о природе вещей», – писал он. Тем не менее, теория Римана и Лоренца в математическом отношении была идентична его теории, и в конце концов он согласился, что в пользу теории дальнодействия свидетельствуют более убедительные доказательства. В своем Трактате об электричестве и магнетизме (Treatise on Electricity and Magnetism , 1873) он писал: «Не следует упускать из виду, что мы сделали всего лишь один шаг в теории действия среды. Мы высказали предположение, что она находится в состоянии напряжения, но совершенно не объяснили, что это за напряжение и как оно поддерживается».

В 1895 голландский физик Х.Лоренц объединил ранние ограниченные теории взаимодействия между неподвижными зарядами и токами, которые предвосхищали теорию запаздывающих потенциалов Л.Лоренца и были созданы в основном Вебером, с общей теорией Максвелла. Х.Лоренц рассматривал материю как содержащую электрические заряды, которые, различными способами взаимодействуя между собой, производят все известные электромагнитные явления. Вместо того чтобы принять концепцию запаздывающего действия на расстоянии, описываемого запаздывающими потенциалами Римана и Л.Лоренца, он исходил из предположения, что движение зарядов создает электромагнитное поле , способное распространяться сквозь эфир и переносить импульс и энергию от одной системы зарядов к другой. Но необходимо ли для распространения электромагнитного поля в виде электромагнитной волны существование такой среды, как эфир? Многочисленные эксперименты, призванные подтвердить существование эфира, в том числе и эксперимент по «увлечению эфира», дали отрицательный результат. Более того, гипотеза о существовании эфира оказалась в противоречии с теорией относительности и с положением о постоянстве скорости света. Вывод можно проиллюстрировать словами А.Эйнштейна: «Если эфиру не свойственно никакое конкретное состояние движения, то вряд ли имеет смысл вводить его как некую сущность особого рода наряду с пространством».

Излучение и распространение электромагнитных волн.

Движущиеся с ускорением электрические заряды и периодически изменяющиеся токи воздействуют друг на друга с некоторыми силами. Величина и направление этих сил зависят от таких факторов, как конфигурация и размеры области, содержащей заряды и токи, величина и относительное направление токов, электрические свойства данной среды и изменения в концентрации зарядов и распределении токов источника. Из-за сложности общей постановки задачи закон сил нельзя представить в виде одной формулы. Структура, именуемая электромагнитным полем, которую при желании можно рассматривать как чисто математический объект, определяется распределением токов и зарядов, создаваемым заданным источником с учетом граничных условий, определяемых формой области взаимодействия и свойствами материала. Когда речь идет о неограниченном пространстве, эти условия дополняются особым граничным условием – условием излучения . Последнее гарантирует «правильное» поведение поля на бесконечности.

Электромагнитное поле характеризуется вектором напряженности электрического поля E и вектором магнитной индукции B , каждый из которых в любой точке пространства имеет определенную величину и направление. На рис. 2 схематически изображена электромагнитная волна с векторами E и B , распространяющаяся в положительном направлении оси х . Электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны: они представляют собой компоненты единого электромагнитного поля, поскольку переходят друг в друга при преобразованиях Лоренца. Говорят, что векторное поле линейно (плоско) поляризовано, если направление вектора остается всюду фиксированным, а его длина периодически изменяется. Если вектор вращается, но длина его не меняется, то говорят, что поле имеет круговую поляризацию; если же длина вектора периодически изменяется, а сам он вращается, то поле называется эллиптически поляризованным.

Соотношение между электромагнитным полем и колеблющимися токами и зарядами, поддерживающими это поле, можно проиллюстрировать на относительно простом, но очень наглядном примере антенны типа полуволнового симметричного вибратора (рис. 3). Если тонкую проволоку, длина которой составляет половину длины волны излучения, разрезать посередине и к разрезу подключить высокочастотный генератор, то приложенное переменное напряжение будет поддерживать примерно синусоидальное распределение тока в вибраторе. В момент времени t = 0, когда амплитуда тока достигает максимального значения, а вектор скорости положительных зарядов направлен вверх (отрицательных – вниз), в любой точке антенны заряд, приходящийся на единицу ее длины, равен нулю. По прошествии первой четверти периода (t = T /4) положительные заряды будут сосредоточены на верхней половине антенны, а отрицательные – на нижней. При этом ток равен нулю (рис. 3,б ). В момент t = T /2 заряд, приходящийся на единицу длины, равен нулю, а вектор скорости положительных зарядов направлен вниз (рис. 3,в ). Затем к концу третьей четверти заряды перераспределяются (рис. 3,г ), а по ее завершении заканчивается полный период колебаний (t = T ) и все снова выглядит так, как на рис. 3,а .

Чтобы сигнал (например, меняющийся во времени ток, приводящий в действие громкоговоритель радиоприемника) можно было передать на расстояние, излучение передатчика нужно промодулировать путем, например, изменения амплитуды тока в передающей антенне в соответствии с сигналом, что повлечет за собой модуляцию амплитуды колебаний электромагнитного поля (рис. 4).

Передающая антенна является той частью передатчика, где электрические заряды и токи совершают колебания, излучая в окружающее пространство электромагнитное поле. Антенна может иметь самые разнообразные конфигурации, в зависимости от того, какую форму электромагнитного поля необходимо получить. Она может быть одиночным симметричным вибратором или же системой симметричных вибраторов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга и обеспечивающих необходимое соотношение между амплитудами и фазами токов. Антенна может представлять собой симметричный вибратор, расположенный перед сравнительно большой плоской или изогнутой металлической поверхностью, играющей роль отражателя. В диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн особенно эффективна антенна в форме рупора, соединенного с металлической трубой-волноводом, который играет роль линии передачи. Токи в короткой антенне на входе волновода индуцируют переменные токи на его внутренней поверхности. Эти токи и связанное с ними электромагнитное поле распространяются по волноводу к рупору.

Меняя конструкцию антенны и ее геометрию, можно добиться такого соотношения амплитуд и фаз колебаний токов в различных ее частях, чтобы излучение усиливалось в одних направлениях и ослаблялось в других (антенны направленного действия).

На больших расстояниях от антенны любого типа электромагнитное поле имеет довольно простой вид: в любой данной точке векторы напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В колеблются в фазе во взаимно перпендикулярных плоскостях, убывая обратно пропорционально расстоянию от источника. При этом волновой фронт имеет форму увеличивающейся в размерах сферы, а вектор потока энергии (вектор Пойнтинга) направлен вовне по ее радиусам. Интеграл от вектора Пойнтинга по всей сфере дает полную, усредненную по времени, излучаемую энергию. При этом волны, распространяющиеся в радиальном направлении со скоростью света, переносят от источника не только колебания векторов E и B , но также импульс поля и его энергию.

Прием электромагнитных волн и явление рассеяния.

Если в зоне электромагнитного поля, распространяющегося от удаленного источника, поместить проводящий цилиндр, то индуцированные в нем токи будут пропорциональны напряженности электромагнитного поля и, кроме того, будут зависеть от ориентации цилиндра относительно фронта падающей волны и от направления вектора напряженности электрического поля. Если цилиндр имеет вид проволоки, диаметр которой мал по сравнению с длиной волны, то индуцированный ток будет максимальным, когда проволока параллельна вектору Е падающей волны. Если проволоку разрезать посередине и к образовавшимся выводам присоединить нагрузку, то к ней будет подводиться энергия, как это и имеет место в случае радиоприемника. Токи в этой проволоке ведут себя так же, как и переменные токи в передающей антенне, а потому она тоже излучает поле в окружающее пространство (т.е. происходит рассеяние падающей волны).

Отражение и преломление электромагнитных волн.

Передающую антенну обычно устанавливают высоко над поверхностью земли. Если антенна находится в сухой песчаной или скалистой местности, то грунт ведет себя как изолятор (диэлектрик), и токи, индуцируемые в нем антенной, связаны с внутриатомными колебаниями, поскольку здесь нет свободных носителей заряда, как в проводниках и ионизованных газах. Эти микроскопические колебания создают над поверхностью земли поле отраженной от земной поверхности электромагнитной волны и, кроме того, изменяют направление распространения волны, входящей в грунт. Эта волна движется с меньшей скоростью и под меньшим углом к нормали, чем падающая. Такое явление называется преломлением. Если же волна падает на участок поверхности земли, имеющий, наряду с диэлектрическими, также и проводящие свойства, то общая картина для преломленной волны выглядит намного сложнее. Как и прежде, волна меняет направление движения у границы раздела, но теперь поле в грунте распространяется таким образом, что поверхности равных фаз уже не совпадают с поверхностями равных амплитуд, как это обычно имеет место в случае плоской волны. Кроме того, быстро затухает амплитуда волновых колебаний, поскольку электроны проводимости при столкновениях отдают свою энергию атомам. В результате энергия волновых колебаний переходит в энергию хаотического теплового движения и рассеивается. Поэтому там, где грунт проводит электричество, волны не могут проникнуть в него на большую глубину. То же самое относится и к морской воде, чем затрудняется радиосвязь с подводными лодками.

В верхних слоях земной атмосферы располагается слой ионизованного газа, который называется ионосферой. Он состоит из свободных электронов и положительно заряженных ионов. Под действием посылаемых с земли электромагнитных волн заряженные частицы ионосферы начинают колебаться и излучать собственное электромагнитное поле. Заряженные ионосферные частицы взаимодействуют с посланной волной примерно так же, как и частицы диэлектрика в рассмотренном выше случае. Однако электроны ионосферы не связаны с атомами, как в диэлектрике. Они реагируют на электрическое поле посланной волны не мгновенно, а с некоторым сдвигом по фазе. В результате волна в ионосфере распространяется не под меньшим, как в диэлектрике, а под бóльшим углом к нормали, чем посланная с земли падающая волна, причем фазовая скорость волны в ионосфере оказывается больше скорости света c . Когда волна падает под некоторым критическим углом, угол между преломленным лучом и нормалью становится близок к прямому, а при дальнейшем увеличении угла падения излучение отражается в сторону Земли. Очевидно, что в этом случае электроны ионосферы создают поле, которым компенсируется поле преломленной волны в вертикальном направлении, а ионосфера действует как зеркало.

Энергия и импульс излучения.

В современной физике выбор между теорией электромагнитного поля Максвелла и теорией запаздывающего дальнодействия делается в пользу теории Максвелла. До тех пор, пока нас интересует только взаимодействие источника и приемника, обе теории одинаково хороши. Однако теория дальнодействия не дает никакого ответа на вопрос, где находится энергия, которую уже излучил источник, но еще не принял приемник. Согласно теории Максвелла, источник передает энергию электромагнитной волне, в которой она и находится, пока не будет передана поглотившему волну приемнику. При этом на каждом этапе соблюдается закон сохранения энергии.

Таким образом, электромагнитные волны обладают энергией (а также импульсом), что заставляет считать их столь же реальными, как, например, атомы. Электроны и протоны, находящиеся на Солнце, передают энергию электромагнитному излучению, в основном в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра; примерно через 500 с, достигнув Земли, оно эту энергию отдает: повышается температура, в зеленых листьях растений происходит фотосинтез, и т.д. В 1901 П.Н.Лебедев экспериментально измерил давление света, подтвердив, что свет имеет не только энергию, но и импульс (причем соотношение между ними согласуется с теорией Максвелла).

Фотоны и квантовая теория.

На рубеже 19 и 20 вв., когда казалось, что исчерпывающая теория электромагнитного излучения, наконец, построена, природа преподнесла очередной сюрприз: оказалось, что помимо волновых свойств, описываемых теорией Максвелла, излучение проявляет также свойства частиц, причем тем сильнее, чем короче длина волны. Особенно ярко эти свойства проявляются в явлении фотоэффекта (выбивания электронов из поверхности металла под действием света), открытого в 1887 Г.Герцем. Оказалось, что энергия каждого выбитого электрона зависит от частоты n падающего света, но не от его интенсивности. Это свидетельствует о том, что энергия, связанная со световой волной, передается дискретными порциями – квантами. Если увеличивать интенсивность падающего света, то растет число выбитых в единицу времени электронов, но не энергия каждого из них. Иными словами, излучение передает энергию определенными минимальными порциями – как бы частицами света, которые были названы фотонами. Фотон не имеет ни массы покоя, ни заряда, но обладает спином, а также импульсом, равным hn /c , и энергией, равной hn ; он перемещается в свободном пространстве с постоянной скоростью c .

Каким же образом электромагнитное излучение может иметь все свойства волн, проявляющиеся в интерференции и дифракции, но вести себя как поток частиц в случае фотоэффекта? В настоящее время наиболее удовлетворительное объяснение этой двойственности можно найти в сложном формализме квантовой электродинамики. Но и эта изощренная теория имеет свои трудности, а ее математическая непротиворечивость вызывает сомнения. ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ; ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА; ВЕКТОР.

К счастью, в макроскопических задачах излучения и приема миллиметровых и более длинных электромагнитных волн квантовомеханические эффекты обычно не имеют существенного значения. Число фотонов, излучаемых, например, симметричной вибраторной антенной, столь велико, а энергия, переносимая каждым из них, столь мала, что можно забыть о дискретных квантах и считать, что испускание излучения – непрерывный процесс.