Что такое электромагнитное поле. Как оно влияет на здоровье человека. Какие существуют источники ЭМП в быту и на производстве. Как защититься от вредного воздействия электромагнитных полей. Зачем нужны бытовые приборы для измерения ЭМП.
Что такое электромагнитное поле и каковы его основные источники
Электромагнитное поле (ЭМП) — это особая форма материи, возникающая при взаимодействии движущихся электрически заряженных частиц. Электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны и могут порождать друг друга, поэтому обычно рассматриваются вместе как единое электромагнитное поле.
Основными источниками ЭМП в современном мире являются:
- Линии электропередач
- Трансформаторные подстанции
- Электропроводка в зданиях
- Вышки сотовой связи, радио- и телевышки
- Компьютеры, телевизоры, мобильные телефоны
- Бытовые электроприборы (микроволновые печи, холодильники и др.)
- Электротранспорт (трамваи, троллейбусы)
Как видим, в современном мире человек постоянно окружен множеством источников электромагнитного излучения. Поэтому важно понимать, как ЭМП влияет на здоровье и каковы способы защиты от его негативного воздействия.
Влияние электромагнитных полей на здоровье человека
Многочисленные научные исследования показывают, что длительное и регулярное воздействие электромагнитных полей может негативно сказываться на здоровье человека. К основным последствиям относят:
- Повышенную утомляемость, нарушения сна, головные боли
- Снижение артериального давления и частоты пульса
- Нарушения в работе иммунной, нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой систем
- Повышение риска развития онкологических заболеваний
- Аллергические реакции
Особенно чувствительны к воздействию ЭМП дети, беременные женщины, люди с заболеваниями центральной нервной системы. Поэтому важно контролировать уровень электромагнитного излучения в местах длительного пребывания человека.
Нормирование и контроль уровней электромагнитных полей
Для защиты здоровья населения разработаны санитарные нормы, устанавливающие предельно допустимые уровни напряженности ЭМП. Они различаются для жилых помещений, рабочих мест, мест вблизи источников сильного поля.
Контроль уровней ЭМП осуществляется специальными службами с помощью измерительных приборов. На предприятиях этим занимается служба охраны труда. Проводятся регулярные замеры на рабочих местах и в жилых помещениях.
При превышении допустимых уровней разрабатываются защитные мероприятия — экранирование источников, ограничение времени пребывания людей в опасных зонах, применение средств индивидуальной защиты.
Способы защиты от электромагнитных полей
Основные способы защиты от вредного воздействия ЭМП включают:
- Экранирование источников излучения (защитные экраны, пленки)
- Увеличение расстояния от источника ЭМП
- Ограничение времени пребывания в зоне с повышенным уровнем поля
- Применение защитных костюмов из металлизированной ткани
- Заземление электроприборов и оборудования
- Использование средств индивидуальной защиты (очки, перчатки)
Важно также правильно организовывать рабочее место, располагая электроприборы и оргтехнику на безопасном расстоянии.
Зачем нужны бытовые приборы для измерения ЭМП
Портативные индикаторы напряженности электромагнитного поля позволяют самостоятельно контролировать уровень ЭМП в различных местах:
- В жилых комнатах и офисных помещениях
- Возле бытовых электроприборов
- Рядом с электропроводкой
- В местах длительного пребывания людей
С помощью таких приборов можно выявить опасные зоны с повышенным уровнем излучения и принять меры по его снижению — переставить мебель, заменить старую технику, провести экранирование и т.д.
Как правильно измерять уровень электромагнитного поля
При проведении измерений ЭМП бытовым прибором следует придерживаться следующих правил:
- Измерения проводить на разных расстояниях от предполагаемого источника излучения
- Замерять уровень поля в разных точках помещения
- Учитывать фоновый уровень ЭМП
- Проводить измерения в разное время суток
- Сравнивать полученные значения с нормативами
Важно понимать, что бытовые приборы дают приблизительную оценку. Для точных измерений следует обращаться в специализированные лаборатории.
Заключение: как снизить воздействие ЭМП в повседневной жизни
Хотя полностью избежать воздействия электромагнитных полей в современном мире невозможно, можно значительно снизить их негативное влияние, соблюдая простые правила:
- Ограничивать время работы за компьютером и использования мобильного телефона
- Не располагать электроприборы в спальне, особенно в изголовье кровати
- Выключать неиспользуемые электроприборы из розетки
- Правильно организовывать рабочее место
- Проводить регулярные измерения уровня ЭМП в помещениях
Соблюдение этих несложных рекомендаций поможет минимизировать вредное воздействие электромагнитных полей и сохранить здоровье.
Электромагнитное поле | это… Что такое Электромагнитное поле?
Электромагни́тное по́ле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.
Электромагнитное поле (и его изменение со временем) описывается в электродинамике в классическом приближении посредством системы уравнений Максвелла. При переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой электрическое и магнитное поле в новой системе отсчета — каждое зависит от обоих — электрического и магнитного — в старой, и это ещё одна из причин, заставляющая рассматривать электрическое и магнитное поле как проявления единого электромагнитного поля.
В современной формулировке электромагнитное поле представлено тензором электромагнитного поля, компонентами которого являются три компонента напряжённости электрического поля и три компонента напряжённости магнитного поля (или — магнитной индукции)[~ 1], а также четырёхмерным электромагнитным потенциалом — в определённом отношении ещё более важным.
Действие электромагнитного поля на заряженные тела описывается в классическом приближении посредством силы Лоренца.
Квантовые свойства электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами (а также квантовые поправки к классическому приближению) — предмет квантовой электродинамики, хотя часть квантовых свойств электромагнитного поля более или менее удовлетворительно описывается упрощённой квантовой теорией, исторически возникшей заметно раньше.
Возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве, называется электромагнитной волной (электромагнитными волнами)[~ 2]. Любая электромагнитная волна распространяется в пустом пространстве (вакууме) с одинаковой скоростью — скоростью света (свет также является электромагнитной волной). В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Содержание
|
такжеИстория открытия
До начала XIX в. электричество и магнетизм считались явлениями, не связанными друг с другом, и рассматривались в разных разделах физики.
В 1819 г. датский физик Г. Х. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, расположенного вблизи этого проводника, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.
Французский физик и математик А. Ампер в 1824 г. дал математическое описание взаимодействия проводника тока с магнитным полем (см. Закон Ампера).
В 1831 г. английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции — возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля.
В 1864 г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля.
Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе, в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.
Теория Максвелла уже при своем возникновении разрешила ряд принципиальных проблем электромагнитной теории, предсказав новые эффекты и дав надежную и эффективную математическую основу описанию электромагнитных явлений. Однако при жизни Максвелла наиболее яркое предсказание его теории — предсказание существования электромагнитных волн — не получило прямых экспериментальных подтверждений.
В 1887 г. немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла. Его экспериментальная установка состояла из находящихся на некотором расстоянии друг от друга передатчика и приёмника электромагнитных волн, и фактически представляла собой исторически первую систему радиосвязи, хотя сам Герц не видел никакого практического применения своего открытия, и рассматривал его исключительно как экспериментальное подтверждение теории Максвелла.
В XX в. развитие представлений об электромагнитном поле и электромагнитном излучении продолжилось в рамках квантовой теории поля, основы которой были заложены великим немецким физиком Максом Планком. Эта теория, в целом завершенная рядом физиков около середины XX века, оказалась одной из наиболее точных физических теорий, существующих на сегодняшний день.
Во второй половине XX века (квантовая) теория электромагнитного поля и его взаимодействия была включена в единую теорию электрослабого взаимодействия и ныне входит в так называемую стандартную модель в рамках концепции калибровочных полей (электромагнитное поле является с этой точки зрения простейшим из калибровочных полей — абелевым калибровочным полем).
Классификация
Электромагнитное поле с современной точки зрения есть безмассовое[~ 3] абелево[~ 4]векторное[~ 5]калибровочное[~ 6] поле. Его калибровочная группа — группа U(1).
Среди известных (не гипотетических) фундаментальных полей электромагнитное поле — единственное, относящееся к указанному типу. Все другие поля такого же типа (которые можно рассматривать, по крайней мере, чисто теоретически) — (были бы) полностью эквивалентны электромагнитному полю, за исключением, быть может, констант.
Физические свойства
Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия — предмет изучения электродинамики, с классической точки зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой — квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач — очень и очень хорошим.
В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов.
Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определенной частотой и волновым вектором различаются на один фотон).
Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.
Существует теория (входящая в Стандартную модель), объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено ее отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, как и теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность.
Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них по меньшей мере недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.
Безопасность электромагнитных полей
Основная статья: Электромагнитная безопасность
В связи со всё большим распространением источников ЭМП в быту (СВЧ-печи, мобильные телефоны, теле-радиовещание) и на производстве (оборудование ТВЧ, радиосвязь), большое значение приобретают нормирование уровней ЭМП и изучение возможного влияния ЭМП на человека[1]. Нормирование уровней ЭМП проводится раздельно для рабочих мест и санитарно-селитебной зоны.
Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях — на службу охраны труда.
Предельно-допустимые уровни ЭМП в разных радиочастотных диапазонах различны[2].
См. также
- Электромагнитное излучение
- Уравнения Максвелла
- Максвелл, Джеймс Клерк
- Герц, Генрих Рудольф
Примечания
- ↑ Для вакуума, для которого формулируются фундаментальные уравнения, напряжённость магнитного поля и магнитная индукция — по сути одно и то же, хотя в некоторых системах единиц (в том числе в СИ) могут отличаться постоянным множителем и даже единицами измерения.
- ↑ Подразумевается распространение со слабым убыванием по интенсивности; в вакууме подразумевается убывание с расстоянием от источника медленнее, чем убывание статического (кулоновского) поля; плоская электромагнитная волна — пока приближение плоской волны верно и в пренебрежении поглощением (или в идеальном вакууме) — вообще не убывает по амплитуде, сферическая — убывает медленнее, чем соответственно напряженность или потенциал в законе Кулона.
- ↑ Параметр m (масса) в уравнении Клейна-Гордона для электромагнитного поля равен нулю (иначе говоря, это означает, что электромагнитный потенциал подчиняется — в определённой калибровке — просто волновому уравнению. С этим связан факт, что фотон (в вакууме) нельзя — как и любую безмассовую частицу — остановить (а также разогнать или замедлить), он всегда движется с одной и той же скоростью — скоростью света.
- ↑ В наиболее простой интерпретации это означает, что электромагнитное поле непосредственно не взаимодействует само с собой, то есть что электромагнитное не имеет электрического заряда. Фотон не может сам непосредственно излучить или поглотить другой фотон.
- ↑ При применении терминов в узком смысле калибровочными считаются только векторные поля; но мы, во всяком случае, обозначим здесь векторный характер электромагнитного поля явно.
- ↑ Калибровочным электромагнитное поле является при рассмотрении его во взаимодействии с электрически заряженными частицами; понятие калибровочного поля всегда подразумевает подобное взаимодействие (подобное в каком-то смысле; конкретный способ взаимодействия может заметно отличаться).
Фотон не может сам непосредственно излучить или поглотить другой фотон.Литература
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Изд. 4-е, стереотипное. — М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2004. — Т. III. Электричество. — 656 с. — ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.
Ссылки
- ↑ Ю. А. Холодов Мозг в электромагнитных полях. — М.: Наука, 1982. — P. 123. — (Человек и окружающая среда).
- ↑ Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП) диапазона частот 10-60 КГц (утв.
Электромагнитное поле, его влияние на человека, измерение и защита
Что такое электромагнитное поле, как оно влияет на здоровье человека и зачем его измерять — вы узнаете из этой статьи. Продолжая знакомить вас с ассортиментом нашего магазина, расскажем о полезных приборах — индикаторах напряженности электромагнитного поля (ЭМП). Они могут применяться как на предприятиях, так и в быту.
Что такое электромагнитное поле?
Современный мир немыслим без бытовой техники, мобильных телефонов, электричества, трамваев и троллейбусов, телевизоров и компьютеров. Мы привыкли к ним и совершенно не задумываемся о том, что любой электрический прибор создает вокруг себя электромагнитное поле. Оно невидимо, но влияет на любые живые организмы, в том числе и на человека.
Электромагнитное поле — особая форма материи, возникающая при взаимодействии движущихся частиц с электрическими зарядами.
Электрическое и магнитное поле взаимосвязаны друг с другом и могут порождать одно другое — именно поэтому, как правило, о них говорят вместе как об одном, электромагнитном поле.
К основным источникам электромагнитных полей относят:
— линии электропередач;
— трансформаторные подстанции;
— электропроводку, телекоммуникации, кабели телевидения и интернета;
— вышки сотовой связи, радио- и телевышки, усилители, антенны сотовых и спутниковых телефонов, Wi-Fi роутеры;
— компьютеры, телевизоры, дисплеи;
— бытовые электроприборы;
— индукционные и микроволновые (СВЧ) печи;
— электротранспорт;
— радары.
Влияние электромагнитных полей на здоровье человека
Электромагнитные поля влияют на любые биологические организмы — на растения, насекомых, животных, людей. Ученые, изучающие влияние ЭМП на человека, пришли к выводу, что длительное и регулярное воздействие электромагнитных полей может привести к:
— повышенной утомляемости, нарушениям сна, головным болям, снижению давления, снижению частоты пульса;
— нарушениям в иммунной, нервной, эндокринной, половой, гормональной, сердечно-сосудистой системах;
— развитию онкологических заболеваний;
— развитию заболеваний центральной нервной системы;
— аллергическим реакциям.
Защита от ЭМП
Существуют санитарные нормы, устанавливающие максимально допустимые уровни напряженности электромагнитного поля в зависимости от времени нахождения в опасной зоне — для жилых помещений, рабочих мест, мест возле источников сильного поля. Если нет возможности уменьшить излучение конструкционно, например, от линии электромагнитных передач (ЭМП) или сотовой вышки, то разрабатываются служебные инструкции, средства защиты для работающего персонала, санитарно-карантинные зоны ограниченного доступа.
Различные инструкции регламентируют время пребывания человека в опасной зоне. Экранирующие сетки, пленки, остекление, костюмы из металлизированной ткани на основе полимерных волокон способны снизить интенсивность электромагнитного излучения в тысячи раз. По требованию ГОСТа зоны излучения ЭМП ограждаются и снабжаются предупреждающими табличками «Не входить, опасно!» и знаком опасности электромагнитного поля.
Специальные службы с помощью приборов постоянно контролируют уровень напряженности ЭМП на рабочих местах и в жилых помещениях.
Можно и самостоятельно позаботиться о своем здоровье, купив портативный прибор «Импульс» или комплект «Импульс» + нитрат-тестер «SOEKS».
Зачем нужны бытовые приборы измерения напряженности электромагнитного поля?
Электромагнитное поле негативно влияет на здоровье человека, поэтому полезно знать, какие места, в которых вы бываете (дома, в офисе, на приусадебном участке, в гараже) могут представлять опасность. Вы должны понимать, что повышенный электромагнитный фон могут создавать не только ваши электрические приборы, телефоны, телевизоры и компьютеры, но и неисправная проводка, электроприборы соседей, промышленные объекты, расположенные неподалеку.
Специалисты выяснили, что кратковременное воздействие ЭМП на человека практически безвредно, но длительное нахождение в зоне с повышенным электромагнитным фоном опасно. Вот такие зоны и можно обнаружить с помощью приборов типа «Импульс». Так, вы сможете проверить места, где проводите больше всего времени; детскую и свою спальню; рабочий кабинет.
В прибор занесены значения, установленные нормативными документами, так что вы сразу сможете оценить степень опасности для вас и ваших близких. Возможно, что после обследования вы решите отодвинуть компьютер от кровати, избавиться от сотового телефона с усиленной антенной, поменять старую СВЧ-печь на новую, заменить изоляцию дверцы холодильника с режимом No Frost.
Страшный звук магнитного поля Земли
Приложения24.10.2022 101617 просмотра 341 лайков
Несмотря на то, что магнитное поле необходимо для жизни на Земле, мы не можем увидеть его само по себе или услышать. Но, что примечательно, ученые из Технического университета Дании взяли магнитные сигналы, измеренные спутником ESA Swarm, и преобразовали их в звук — и для чего-то, что нас защищает, результат довольно пугающий.
Сила, которая защищает нашу планету Магнитное поле Земли представляет собой сложный и динамичный пузырь, защищающий нас от космического излучения и заряженных частиц, переносимых мощными ветрами, исходящими от Солнца.
Когда эти частицы сталкиваются с атомами и молекулами — в основном с кислородом и азотом — в верхних слоях атмосферы, часть энергии при столкновениях преобразуется в зелено-голубой свет, типичный для северного сияния, который иногда можно увидеть с высоты. северные широты.
В то время как северное сияние предлагает визуальное отображение заряженных частиц от Солнца, взаимодействующих с магнитным полем Земли, на самом деле возможность услышать магнитное поле, создаваемое Землей, или его взаимодействие с солнечными ветрами — это другой вопрос.
Наше магнитное поле в значительной степени создается океаном перегретого, вращающегося жидкого железа, которое составляет внешнее ядро примерно в 3000 км под нашими ногами. Действуя как вращающийся проводник в динамо-машине велосипеда, он создает электрические токи, которые, в свою очередь, генерируют наше постоянно меняющееся электромагнитное поле.
Сила магнитного поля у поверхности Земли Три спутника ЕКА Swarm, запущенные в 2013 году, используются для точного понимания того, как генерируется наше магнитное поле, путем точного измерения магнитных сигналов, которые исходят не только от ядра Земли, но также от мантии, земной коры и океанов, а также от ионосфера и магнитосфера.
Swarm также ведет к новому пониманию погоды в космосе.
Музыкант и сторонник проекта Клаус Нильсен из Технического университета Дании объясняет: «Команда использовала данные со спутников ЕКА Swarm, а также из других источников, и использовала эти магнитные сигналы для манипулирования и управления звуковым представлением поля ядра. . Проект, безусловно, был полезным упражнением в объединении искусства и науки».
Это может показаться кошмарным сном, но, что примечательно, этот аудиоклип представляет собой магнитное поле, создаваемое ядром Земли, и его взаимодействие с солнечной бурей.
Европейское космическое агентство · Страшный звук магнитного поля Земли
«Мы получили доступ к очень интересной звуковой системе, состоящей из более чем 30 динамиков, вкопанных в землю на площади Сольбьерг в Копенгагене.
«Мы настроили его таким образом, чтобы каждый динамик представлял свое место на Земле и демонстрировал, как наше магнитное поле колебалось за последние 100 000 лет.
«В течение этой недели посетители смогут услышать удивительный грохот нашего магнитного поля — так что, если вы находитесь в Копенгагене, приходите и оцените эту уникальную возможность.
«Грохот магнитного поля Земли сопровождается изображением геомагнитной бури, возникшей в результате солнечной вспышки 3 ноября 2011 года, и действительно звучит довольно пугающе».
Намерение, конечно, не в том, чтобы напугать людей — это причудливый способ напомнить нам, что магнитное поле существует, и хотя его грохот немного нервирует, существование жизни на Земле зависит от него.
Сила магнитного поля в литосфере ЗемлиГромкоговорители на площади Сольбьерг в Копенгагене, Дания, будут транслировать гул магнитного поля Земли 24–30 октября около 08:00, 13:00 и 19:00.
Принести магнитный гул Земли в Копенгаген
Спасибо за лайк
Вам уже понравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!
Содержание учебника | теория электромагнитного поля: подход к решению проблем | Дополнительные ресурсы
Теория электромагнитного поля одним файлом: (PDF 1 из 3 — 3,9 МБ) (PDF 2 из 3 — 3,2 МБ) (PDF 3 из 3 — 3,3 МБ)
Компоненты учебника по теории электромагнитного поля
699-710 (PDF)
93-103
257-312 (PDF) 
8 Магнитные поля и силы, стр. 368-375
496-505
