4. Влияние электромагнитного поля на человека и окружающую среду
Природные источники : звёзды, наша планета Земля, природные явления, которые происходят в её атмосфере (молнии); слабое электромагнитное поле излучает человек.
- устройства, которые созданы для излучения электромагнитных волн (радиостанции, телевизионные башни, радиолокаторы, медицинские приборы);
- устройства, которые не предназначены излучать электромагнитную энергию (ЛЭП, трансформаторные подстанции, бытовые приборы, офисная техника).
Современное общество и каждый из нас сегодня не мыслит себя без таких благ цивилизации, как компьютер, сотовый телефон, беспроводной интернет, бытовая техника. Всё это — мощные источники электромагнитного поля. Можно сказать, что современные люди живут в сплошном электромагнитном поле, которое влияет на них. Если электромагнитные поля долгое время воздействуют на организм человека, то появляются такие симптомы, как хроническая усталость, нарушение сна, ослабление внимания и памяти.
- ограничивай время пребывания в зоне излучения (возле компьютера, микроволновой печи и т. д.);
- соблюдай безопасное расстояние до источника излучения (находись от монитора компьютера на расстоянии не менее \(35\) см, не подходи к ретрансляторам сотовой связи и ЛЭП ближе, чем на \(30\) м);
- отключай ненужные в данное время электрические и электронные приборы (телевизор, компьютер, даже зарядное устройство).
Источник
обзорные лекции / УРОКЭМволны
Цель урока: объяснить механизм возникновения электромагнитных волн.
Тип урока: урок изучения нового материала.
1. Свободные электромагнитные колебания.
2. Превращение энергии в колебательном контуре.
Открытый колебательный контур
Изучение нового материала
1. Излучение энергии электрическим зарядом.
2. Открытый колебательный контур.
Закрепление изученного материала
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Излучение энергии электрическим зарядом
Электрический заряд, движущийся в пустоте равномерно, не излучает энергии. Это очевидно из принципа относительности, согласно которому все инерционные системы отсчета равноправны. В системе, движущейся с зарядом, он неподвижен, а неподвижные заряды не излучают.
Иная картина возникает в том случае, когда заряд под действием внешних сил движется с ускорением. Поле обладает энергией, а значит и массой, образно говоря, отрывается от заряда и излучается в пространство со скоростью света. Излучение происходит до тех пор, пока на заряд действует внешняя сила, что передает ему ускорение.
Только заряды, движущиеся с ускорением, могут передавать энергию посредством создаваемого ими электромагнитного поля.
2. Открытый колебательный контур
Во время электромагнитных колебаний в контуре заряд пластин конденсатора периодически то увеличивается, то уменьшается. Следовательно, электрическое поле, существующее между его пластинами, периодически меняется: то усиливается, то ослабевает. С такой же частотой, как и изменение заряда на пластинах конденсатора, меняется и магнитное поле вокруг катушки индуктивности.
в 1864 г. английский ученый Дж. Максвелл создал теорию, которая утверждала, что электрическое и магнитное поля наблюдаются «отдельно друг от друга» только в том случае, если каждое из них не меняется со временем. А поскольку электрическое и магнитное поля контура непостоянные, то в пространстве вокруг контура существует переменное электромагнитное поле и оно быстро ослабевает при удалении от контура.
Поскольку мы изучаем излучение и прием электромагнитных волн, то важно, чтобы электромагнитное поле контура «получилось» в окружающее пространство на значительное расстояние. Рассмотрим, как этого достичь.
Представим, что пластины конденсатора постепенно отодвигают друг от друга (см. рисунок). При этом переменное электромагнитное поле, которое существует между пластинами, оказывается снаружи колебательного контура и распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн.
Пластины конденсатора теперь можно вообще убрать. Сделав провода достаточно длинными, мы получим антенну — устройство для излучения электромагнитных волн.
Только что мы рассмотрели так называемый открытый колебательный контур. Разумеется, в таком «контуре» свободные колебания будут затухать очень быстро, потому что энергия будет постоянно относиться волнами в окружающее пространство. Поэтому для создания в антенне незатухаючих электрических колебаний используют специальное устройство — генератор тока высокой частоты.
Итак, согласно теории Максвелла, переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое, а переменное электрическое поле — вихревое магнитное. Отсюда Максвелл сделал предположение, что в природе могут существовать электромагнитные волны.
Переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле. Это электрическое поле порождает переменное магнитное поле. То, в свою очередь, снова электрическое и др. Возникает система переменных электрических и магнитных полей, что захватывают все большие области пространства.
Ø Электромагнитная волна — это процесс распространения в пространстве с течением времени свободного электромагнитного поля.
Максвелл смог даже теоретически вычислить скорость электромагнитных волн, причем ему для этого понадобились только данные о взаимодействии электрических зарядов и электрических токов. Полученный «на кончике пера» результат поразил самого Максвелла: скорость электромагнитных волн оказалась равной 300 000 км/с, то есть совпала с уже измеренной на то время скоростью света.
ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Как должна двигаться частица, чтобы она излучала электромагнитные волны?
2. Почему закрытый колебательный контур плохо излучает энергию?
3. Что представляет собой электромагнитная волна?
1. В каком колебательном контуре (закрытом или открытом) колебания быстрее затухают?
2. Во время каких природных явлений излучают электромагнитные волны?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
1. Какие физические величины периодически изменяются в электромагнитной волне?
2. Какие физические процессы могут служить в качестве источника электромагнитных волн?
1. При которой частоты колебаний радиопередатчик излучает электромагнитные волны длиной 200 м?
2. Определите частоту и длину волны радиопередатчика, если период его электромагнитных колебаний 10-5 с.
3. Электромагнитная волна распространяется в вакууме. Определите частоту этой волны, если длина волны 15 м.
· Только заряды, движущиеся с ускорением, могут передавать энергию посредством создаваемого ими электромагнитного поля.
· Контур не излучает в пространство электрическую энергию, называют закрытым.
· Электромагнитная волна — это процесс распространения в пространстве с течением времени свободного электромагнитного поля.
Источник
что такое электромагнитная природная природа света
Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра.
Длины волн видимого света лежат в диапазоне от 380 до 780 нанометров, что соответствует частотам от 790 до 385 терагерц, соответственно.
Первые представления о природе света возникли у древних греков и египтян. В конце XVII в. возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс) .
По корпускулярной теории, свет представляет собой поток частиц (корпускул) , испускаемых светящимися телами. Ньютон считал, что движение световых корпускул подчиняется законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика от плоскости. Преломление света объяснялось изменением скорости корпускул при переходе из одной среды в другую.
Волновая теория рассматривала свет как волновой процесс, подобный механическим волнам. В основу теории положен принцип Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Под волновым фронтом Гюйгенс понимал геометрическое место точек, до которых одновременно доходит волновое возмущение. Были объяснены законы отражения и преломления.
К началу XVIII в. существовало два подхода к объяснению природы света: корпускулярная теория Ньютона и волновая теория Гюйгенса. Обе теории объясняли прямолинейное распространение света, законы отражения и преломления. В начале XIX ст. ситуация изменилась. Корпускулярная теория была отвергнута и восторжествовала волновая теория: Т. Юнг и О. Френель исследовали интерференцию и дифракцию. Важное экспериментальное подтверждение волновой теории получено в 1851 г. , когда Ж. Фуко (и независимо от него А. Физо) измерил скорость распространения света в воде и получил значение υ < c.
Хотя к середине XIX в. волновая теория была общепризнанна, вопрос о природе световых волн оставался открытым.
В 60-е гг. XIX в. Максвеллом были установлены общие законы электромагнитного поля: свет – это электромагнитные волны. Подтверждением послужило совпадение скорости света в вакууме с электродинамической постоянной. Электромагнитная природа света получила признание после опытов Г. Герца по исследованию электромагнитных волн (1887–1888 гг.) . В начале XX в. после опытов П. Н. Лебедева по измерению светового давления (1901 г. ) она превратилась в установленный факт.
Электромагнитная теория света позволила объяснить многие оптические явления: интерференцию, дифракцию, поляризацию и т. д. Однако, эта теория не завершила понимание природы света. Уже в начале XX в. выяснилось, что эта теория недостаточна для истолкования явлений атомного масштаба, возникающих при взаимодействии света с веществом. Для объяснения таких явлений, как излучение черного тела, фотоэффект, эффект Комптона и др. потребовалось введение квантовых представлений. Наука вновь вернулась к идее корпускул – световых квантов. Тот факт, что свет в одних опытах обнаруживает волновые свойства, а в других – корпускулярные, означает, что он имеет сложную двойственную природу, которую принято характеризовать термином корпускулярно-волновой дуализм.
~~~~~~~
По теме: Свет-1. Свет-2.
Источник