Shmelev V.E., sbitnev S.A. elektrotexnikaning nazariy asoslari

1.Kirish. Valeologiya fanining o'rganish predmeti.

3. Elektromagnit maydonning asosiy manbalari.

5. Inson salomatligini elektromagnit ta'sirlardan himoya qilish usullari.

6. Foydalanilgan materiallar va adabiyotlar ro'yxati.

1.Kirish. Valeologiya fanining o'rganish predmeti.

1.1 Kirish.

Valeologiya - lot.dan. "Valeo" - "salom" - ilmiy intizom sog'lom insonning individual salomatligini o'rganish. Valeologiya va boshqa fanlar (xususan, amaliy tibbiyotdan) o'rtasidagi tub farq har bir aniq sub'ektning sog'lig'ini baholashga individual yondashuvdadir (har qanday guruh uchun umumiy va o'rtacha ma'lumotlarni hisobga olmagan holda).

Ilk bor valeologiya ilmiy fan sifatida 1980 yilda rasmiy ro'yxatga olingan. Uning asoschisi Vladivostok davlat universitetida ishlagan rus olimi I.I.Brexman edi.

Hozirgi vaqtda yangi fan faol rivojlanmoqda, ilmiy ishlar to'planib, amaliy tadqiqotlar faol ravishda olib borilmoqda. Asta-sekin ilmiy fan maqomidan mustaqil fan maqomiga o'tish sodir bo'ladi.

1.2 Valeologiya fanining o`rganish predmeti.

Valeologiyaning o'rganish predmeti - sog'lom odamning individual salomatligi va unga ta'sir qiluvchi omillar. Shuningdek, valeologiya muayyan fanning individualligini hisobga olgan holda sog'lom turmush tarzini tizimlashtirish bilan shug'ullanadi.

Hozirgi vaqtda "salomatlik" tushunchasining eng keng tarqalgan ta'rifi Jahon sog'liqni saqlash tashkiloti (VOZ) mutaxassislari tomonidan taklif qilingan ta'rifdir:

Salomatlik - bu jismoniy, ruhiy va ijtimoiy farovonlik holati.

Zamonaviy valeologiya inson salomatligining quyidagi asosiy xususiyatlarini aniqlaydi:

1. Hayot materiya mavjudligining eng murakkab ko'rinishi bo'lib, u murakkabligi bo'yicha turli fizikaviy, kimyoviy va biologik reaktsiyalardan ustun turadi.

2. Gomeostaz - hayot shakllarining kvazistatik holati bo'lib, nisbatan uzoq vaqt oralig'ida o'zgaruvchanlik va kichiklarida amaliy statiklik bilan tavsiflanadi.

3. Moslashuv - hayot shakllarining o'zgaruvchan mavjudlik sharoitlariga va ortiqcha yuklarga moslashish xususiyati. Moslashuv buzilishlari yoki sharoitlarning keskin va keskin o'zgarishi holatlarida noto'g'ri moslashish paydo bo'ladi - stress.

4. Fenotip - tirik organizmning rivojlanishiga ta'sir etuvchi muhit omillarining yig'indisi. Shuningdek, "fenotip" atamasi organizmning rivojlanishi va fiziologiyasi xususiyatlarining umumiyligini tavsiflaydi.

5. Genotip - tirik organizmning rivojlanishiga ta'sir qiluvchi irsiy omillar yig'indisi bo'lib, ular ota-onalarning irsiy materialining birikmasidir. Deformatsiyalangan genlar ota-onadan uzatilganda, irsiy patologiyalar paydo bo'ladi.

6. Turmush tarzi - muayyan organizmni xarakterlovchi xulq-atvor stereotiplari va me'yorlari majmui.

Salomatlik (JSST tomonidan belgilangan).

2. Elektromagnit maydon, uning turlari, xususiyatlari va tasnifi.

2.1 Asosiy ta'riflar. Elektr turlari magnit maydon.

Elektromagnit maydon materiyaning maxsus shakli bo'lib, u orqali elektr zaryadlangan zarralar orasidagi o'zaro ta'sir amalga oshiriladi.

Elektr maydoni - kosmosdagi elektr zaryadlari va zaryadlangan zarralar tomonidan yaratilgan. Rasmda ikkita tinch turgan zaryadlangan zarrachalar uchun elektr maydonining kuch chiziqlari (maydonlarni tasavvur qilish uchun ishlatiladigan xayoliy chiziqlar) tasviri ko'rsatilgan:

Elektr zaryadlari o'tkazgich bo'ylab harakat qilganda magnit maydon hosil bo'ladi. Yagona o'tkazgich uchun maydonning maydon chiziqlari rasmda ko'rsatilgan:

Mavjudlikning jismoniy sababi elektromagnit maydon vaqt bo'yicha o'zgaruvchan elektr maydoni magnit maydonni qo'zg'atadi va o'zgaruvchan magnit maydon - vorteks elektr maydoni. Doimiy ravishda o'zgarib, ikkala komponent ham elektromagnit maydon mavjudligini qo'llab-quvvatlaydi. Harakatsiz yoki bir tekis harakatlanuvchi zarrachaning maydoni tashuvchi (zaryadlangan zarracha) bilan uzviy bog'langan.

Biroq, tashuvchilarning tezlashtirilgan harakati bilan elektromagnit maydon ulardan "uziladi" va tashuvchini olib tashlash bilan yo'qolib ketmasdan, elektromagnit to'lqin shaklida mustaqil ravishda muhitda mavjud bo'ladi (masalan, radio to'lqinlar qachon yo'qolmaydi). oqim yo'qoladi (tashuvchilarning harakati - elektronlar) ularni chiqaradigan antennada).

2.2 Elektromagnit maydonning asosiy xarakteristikalari.

Elektr maydoni elektr maydonining kuchi bilan tavsiflanadi ("E" belgisi, SI o'lchami - V / m, vektor). Magnit maydon magnit maydonning intensivligi bilan tavsiflanadi (belgilash "H", SI o'lchami - A / m, vektor). Vektorning moduli (uzunligi) odatda o'lchanadi.

Elektromagnit to'lqinlar to'lqin uzunligi (belgisi "(", SI o'lchami - m), ularning chiqarish manbai - chastotasi (belgisi - "(", SI o'lchami - Gts) bilan tavsiflanadi. E-rasmda - elektr maydon kuchining vektori, H - vektor. magnit maydon kuchi ...

3 - 300 Hz chastotalarda magnit induksiya tushunchasi (belgisi "B", SI o'lchami - T) magnit maydonning xarakteristikasi sifatida ham ishlatilishi mumkin.

2.3 Elektromagnit maydonlarning tasnifi.

Eng ko'p ishlatiladigan elektromagnit maydonlarning manba / tashuvchidan masofa darajasi bo'yicha "zonal" tasnifi.

Ushbu tasnifga ko'ra, elektromagnit maydon "yaqin" va "uzoq" zonalarga bo'linadi. "Yaqin" zona (ba'zan indüksiyon zonasi deb ataladi) hosil bo'lgan elektromagnit to'lqin hali to'liq shakllanmagan manbadan 0-3 ga teng masofaga cho'ziladi.

"Uzoq" zona - bu hosil bo'lgan elektromagnit to'lqin zonasi. Bu erda maydon kuchi manbagacha bo'lgan masofaga teskari proportsional ravishda kamayadi. Ushbu zonada elektr va magnit maydonlarining kuchlari o'rtasidagi eksperimental ravishda aniqlangan bog'liqlik amal qiladi:

bu erda 377 vakuumning doimiy, to'lqin empedansi, Ohm.

Elektromagnit to'lqinlar odatda chastotalariga ko'ra tasniflanadi:

| Ism | Chegara | Ism | Chegara |

| Juda past, | Hz | Dekamegametr | Mm |

| Ultra past, VLF | Hz | Megametr | Mm |

| Juda past, VLF | KHz | Miriametr | km |

| Past chastotalar, bas | KHz | Kilometr | km |

| Juda yuqori, mikroto'lqinli | | GHz | Santimetr | sm |

|Juda baland, | GHz | Millimetr | mm |

Odatda faqat elektr maydon kuchi E o'lchanadi.300 MGts dan yuqori chastotalarda to'lqin energiyasi oqimining zichligi yoki Poyting vektori ("S" belgisi, SI o'lchami - Vt / m2) ba'zan o'lchanadi.

3. Elektromagnit maydonning asosiy manbalari.

Elektromagnit maydonning asosiy manbalari:

Elektr uzatish liniyalari.

Elektr kabellari (bino va inshootlar ichida).

Maishiy elektr jihozlari.

Shaxsiy kompyuterlar.

Televizion va radio uzatish stansiyalari.

Sun'iy yo'ldosh va uyali aloqa (qurilmalar, takrorlagichlar).

Elektr transporti.

Radar qurilmalari.

3.1 Elektr uzatish liniyalari (PTL).

Ishlaydigan elektr tarmog'ining simlari qo'shni bo'shliqda (simdan o'nlab metr masofada) sanoat chastotasining (50 Gts) elektromagnit maydonini yaratadi. Bundan tashqari, chiziq yaqinidagi maydon kuchi uning elektr yukiga qarab, keng diapazonda o'zgarishi mumkin. Standartlar elektr uzatish liniyalari yaqinidagi sanitariya muhofazasi zonalarining chegaralarini belgilaydi (SN 2971-84 ga muvofiq):

| Ishlash kuchlanishi | 330 va undan past | 500 | 750 | 1150 |

| Hajmi | 20 | 30 | 40 | 55 |

(aslida, sanitariya muhofazasi zonasining chegaralari 1 kV / m ga teng bo'lgan maksimal elektr maydon kuchining simlaridan eng uzoqda joylashgan chegara chizig'i bo'ylab o'rnatiladi).

3.2 Simlarni ulash

Elektr kabellari quyidagilarni o'z ichiga oladi: hayotni qo'llab-quvvatlash tizimlarini qurish uchun quvvat kabellari, quvvat taqsimlash simlari, shuningdek, filial panellari, quvvat qutilari va transformatorlar. Elektr simlari turar-joy binolaridagi elektr chastotali elektromagnit maydonlarning asosiy manbai hisoblanadi. Bunday holda, manba tomonidan chiqarilgan elektr maydonining intensivlik darajasi ko'pincha nisbatan past bo'ladi (500 V / m dan oshmaydi).

3.3 Maishiy elektr jihozlari.

Elektr tokidan foydalanadigan barcha maishiy texnika elektromagnit maydonlarning manbalari hisoblanadi. Bunday holda, radiatsiya darajasi modelga, qurilma qurilmasiga va muayyan ish rejimiga qarab eng keng diapazonda o'zgaradi. Shuningdek, radiatsiya darajasi qurilmaning quvvat sarfiga kuchli bog'liq - quvvat qanchalik baland bo'lsa, qurilmaning ishlashi paytida elektromagnit maydon darajasi shunchalik yuqori bo'ladi. Maishiy texnika yaqinidagi elektr maydon kuchi o'nlab V / m dan oshmaydi.

Quyidagi jadval maishiy elektr asboblari orasida magnit maydonning eng kuchli manbalari uchun magnit induktsiyasining ruxsat etilgan maksimal darajalarini ko'rsatadi:

| Qurilma | Maksimal ruxsat etilgan intervalli | |

| | magnit induksiya qiymatlari, mT |

| Kofe qaynatgich | |

|Kir yuvish mashinasi | |

|Temir | |

| changyutgich | |

|Elektr pechka | |

| Chiroq "kunduzi" (lyuminestsent lampalar LTP, | |

| Elektr matkap (elektr dvigatel | |

| quvvat W) | |

| Elektr mikser (elektr dvigatel quvvati | |

| W) | |

|TV | |

|Mikroto'lqinli pech (induksiya, mikroto'lqinli pech) | |

3.4 Shaxsiy kompyuterlar.

Kompyuter foydalanuvchisining sog'lig'iga salbiy ta'sir ko'rsatishning asosiy manbai monitorning vizual displey qurilmasi (VSS) hisoblanadi. Ko'pgina zamonaviy monitorlarda CBO katod-nurli trubkadir. Jadvalda WAS ning salomatlikka ta'sirining asosiy omillari keltirilgan:

|Ergonomik |Elektrmagnit ta'sir omillari |

| |katod-nur trubasining maydoni |

|Kontrastning sezilarli pasayishi |Chastotada elektromagnit maydon |

| MGts diapazonida qayta ishlab chiqarilgan tasvir. |

|to'g'ridan-to'g'ri nurlar bilan tashqi ekranning orqa yorug'ligi | |

| yorug'lik. | |

|Yorugʻlik nurlarining koʻzda aks etishi |Yuzadagi elektrostatik zaryad |

| ekran yuzasi (porlash). | monitor ekrani. |

| Multfilm qahramoni | Ultraviyole nurlanish (diapazon |

| tasvirni ko'paytirish | to'lqin uzunliklari nm). |

| (yuqori chastotali uzluksiz yangilanish | |

|Diskret tasvir |Infraqizil va rentgen |

| (nuqtalarga bo'linish). ionlashtiruvchi nurlanish. |

Kelajakda SWO ning salomatlikka ta'sirining asosiy omillari sifatida biz faqat katod-nurli trubaning elektromagnit maydoniga ta'sir qilish omillarini ko'rib chiqamiz.

Shaxsiy kompyuter monitor va tizim blokidan tashqari juda ko'p boshqa qurilmalarni ham o'z ichiga olishi mumkin (masalan, printerlar, skanerlar, kuchlanishdan himoya qiluvchi qurilmalar va boshqalar). Ushbu qurilmalarning barchasi elektr tokidan foydalanish bilan ishlaydi, ya'ni ular elektromagnit maydonning manbalari hisoblanadi. Quyidagi jadvalda kompyuter yaqinidagi elektromagnit muhit ko'rsatilgan (bu jadvalda avvalroq muhokama qilinganidek monitorning hissasi hisobga olinmaydi):

|Manba |Yaratilgan chastota diapazoni |

| |elektromagnit maydon |

| Tizim blokini yig'ish. |. |

|Kirish-chiqarish qurilmalari (printerlar, |Hz. |

| skanerlar, floppi drayvlar va boshqalar). | |

| Uzluksiz quvvat manbalari, |. |

| kuchlanishdan himoya qiluvchi va stabilizatorlar. | |

Shaxsiy kompyuterlarning elektromagnit maydoni murakkab to'lqin va spektral tarkibga ega bo'lib, uni o'lchash va miqdorini aniqlash qiyin. U magnit, elektrostatik va radiatsiyaviy komponentlarga ega (xususan, monitor oldida o'tirgan odamning elektrostatik salohiyati -3 dan +5 V gacha bo'lishi mumkin). Hozirgi vaqtda shaxsiy kompyuterlar inson faoliyatining barcha sohalarida faol qo'llanilishi shartini hisobga olgan holda, ularning inson salomatligiga ta'siri diqqat bilan o'rganilishi va nazorat qilinishi kerak.

3.5 Televizion va radio uzatish stansiyalari.

Hozirgi vaqtda Rossiya hududida juda ko'p radioeshittirish stantsiyalari va turli bog'liqlik markazlari joylashgan.

Uzatuvchi stansiyalar va markazlar maxsus ajratilgan hududlarda joylashgan va ancha katta hududlarni (1000 gektargacha) egallashi mumkin. Tuzilishi bo'yicha ular radio uzatgichlar joylashgan bir yoki bir nechta texnik binolarni va bir necha o'nlab antenna oziqlantiruvchi tizimlari (AFS) joylashgan antenna maydonlarini o'z ichiga oladi. Har bir tizim radiatsion antennani va eshittirish signalini oziqlantiruvchi besleme liniyasini o'z ichiga oladi.

Radioeshittirish markazlarining antennalari chiqaradigan elektromagnit maydon antennalarning konfiguratsiyasiga, qo'shni binolarning relefiga va arxitekturasiga qarab murakkab spektral tarkibga va intensivliklarning individual taqsimlanishiga ega. Har xil turdagi radioeshittirish markazlari uchun o'rtacha ma'lumotlar jadvalda keltirilgan:

| | maydonlar, V / m. | A / m. | |

| DV - radiostansiyalar | 630 | 1.2 | Eng yuqori kuchlanish |

|KHz, | | | 1 uzunlikdan kam masofalar |

| 500 kVt). | | | |

| 200 KVt). | | | |

|MHz, | | | zich qurilgan |

| 100 KVt). | | | |

3.6 Sun'iy yo'ldosh va uyali aloqa.

3.6.1 Sun'iy yo'ldosh aloqalari.

Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari Yerdagi uzatish stansiyasi va orbitada sayohatchilar - takrorlanuvchilardan iborat. Sun'iy yo'ldosh aloqasini uzatish stantsiyalari energiya oqimining zichligi yuzlab Vt / m ga yetadigan tor yo'naltirilgan to'lqin nurini chiqaradi. Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari antennalardan sezilarli masofada yuqori elektromagnit maydon kuchlarini yaratadi. Misol uchun, 2,38 gigagertsli chastotada ishlaydigan 225 kVt quvvatli stantsiya 100 km masofada 2,8 Vt / m2 energiya oqimi zichligini hosil qiladi. Asosiy nurga nisbatan energiyaning tarqalishi juda kichik va asosan antennaga yaqin joyda sodir bo'ladi.

3.6.2 Uyali aloqa.

Uyali radiotelefoniya bugungi kunda eng tez rivojlanayotgan telekommunikatsiya tizimlaridan biridir. Uyali aloqa tizimining asosiy elementlari tayanch stansiyalar va mobil radiotelefonlardir. Baza stantsiyalari mobil qurilmalar bilan radio aloqasini ta'minlaydi, buning natijasida ular elektromagnit maydon manbalari hisoblanadi. Tizim qamrov zonasini km radiusi bo'lgan zonalarga yoki "hujayra" deb ataladigan qismlarga bo'lish printsipidan foydalanadi. Quyidagi jadvalda Rossiyada ishlaydigan uyali aloqa tizimlarining asosiy xususiyatlari keltirilgan:

| | | | | Seshanba | km. |

| NMT450. | |

| Analog. | 5] | 5] | | | |

| AMPS. ||| 100 | 0,6 | |

| NOMLAR (IS - ||| 50 | 0,2 | |

|136). | | | | | |

| CDMA. ||| 100 | 0,6 | |

| GSM - 900. ||| 40 | 0,25 | |

|GSM - 1800. | |

| Raqamli. | 0] | 5] | | | |

Baza stansiyasining radiatsiya intensivligi yuk, ya'ni ma'lum bir baza stansiyasining xizmat ko'rsatish hududida uyali telefon egalarining mavjudligi va ularning telefondan suhbat uchun foydalanish istagi bilan belgilanadi, bu esa o'z navbatida, asosan, kunning vaqtiga, stansiyaning joylashishiga, haftaning kuniga va boshqa omillarga bog'liq. Kechasi stansiyalardagi yuk deyarli nolga teng. Mobil qurilmalarning radiatsiya intensivligi ko'p jihatdan "mobil radiotelefon - tayanch stansiya" aloqa kanalining holatiga bog'liq (tayanch stansiyadan qanchalik uzoq bo'lsa, qurilmaning nurlanish intensivligi shunchalik yuqori bo'ladi).

3.7 Elektr transporti.

Elektr transporti (trolleybuslar, tramvaylar, metro poyezdlari va boshqalar) Gts chastota diapazonida elektromagnit maydonning kuchli manbai hisoblanadi. Shu bilan birga, aksariyat hollarda tortish motori asosiy emitent rolini o'ynaydi (trolleybuslar va tramvaylar uchun havo kollektorlari chiqarilgan elektr maydonining intensivligi bo'yicha elektr motori bilan raqobatlashadi). Jadvalda elektr transportining ayrim turlari uchun magnit induksiyaning o'lchangan qiymati to'g'risidagi ma'lumotlar mavjud:

|Transport turi va jinsi |Oʻrtacha qiymat |Maksimal qiymat |

| iste'mol qilingan oqim. | magnit induksiya, mkT. |magnitning kattaligi |

| | |induksiya, mT. |

| Shahar atrofidagi elektr poyezdlari | 20 | 75 |

|29 |110 | bilan elektr transporti

| DC haydovchi | | |

| (elektr avtomobillar va boshqalar). | | |

3.8 Radar qurilmalari.

Radar va radar qurilmalari odatda reflektor tipidagi antennalarga ("idishlar") ega va tor nurli radio nurlarini chiqaradi.

Antennaning kosmosdagi davriy harakati nurlanishning fazoviy uzilishiga olib keladi. Shuningdek, radarning radiatsiya uchun tsiklik ishlashi tufayli radiatsiyaning vaqtinchalik uzilishi ham mavjud. Ular 500 MGts dan 15 gigagertsgacha bo'lgan chastotalarda ishlaydi, biroq ba'zi maxsus qurilmalar 100 gigagertsli yoki undan ortiq chastotalarda ishlashi mumkin. Radiatsiyaning o'ziga xos xususiyati tufayli ular er yuzida yuqori energiya oqimi zichligi (100 Vt / m2 yoki undan ko'p) bo'lgan maydonlarni yaratishi mumkin.

4. Elektromagnit maydonning insonning individual salomatligiga ta'siri.

Inson tanasi har doim tashqi elektromagnit maydonga ta'sir qiladi. Turli xil to'lqin tarkibi va boshqa omillar tufayli turli manbalarning elektromagnit maydoni inson salomatligiga turli yo'llar bilan ta'sir qiladi. Binobarin, ushbu bo'limda turli manbalarning salomatlikka ta'siri alohida ko'rib chiqiladi. Biroq, tabiiy elektromagnit fonga keskin zid bo'lgan sun'iy manbalar maydoni deyarli barcha holatlarda uning ta'sir zonasidagi odamlarning sog'lig'iga salbiy ta'sir ko'rsatadi.

Mamlakatimizda elektromagnit maydonlarning salomatlikka ta'sirini keng qamrovli o'rganish 60-yillarda boshlangan. Inson asab tizimi elektromagnit ta'sirlarga sezgir ekanligi, shuningdek, termal effektning chegara qiymatidan (maydon kuchining qiymati) past intensivlikda odamga ta'sir qilganda maydon informatsion ta'sirga ega ekanligi aniqlandi. uning termal ta'siri o'zini namoyon qila boshlaydi).

Quyidagi jadvalda turli manbalar dalasidan zarar ko'rgan hududdagi odamlarning sog'lig'ining yomonlashuvi haqida eng ko'p uchraydigan shikoyatlar keltirilgan. Jadvaldagi manbalarning ketma-ketligi va raqamlanishi 3-bo'limda qabul qilingan ularning ketma-ketligi va raqamlanishiga mos keladi:

| Manba | Eng keng tarqalgan shikoyatlar. |

|elektromagnit | |

| 1. Chiziqlar | Qisqa muddatli nurlanish (bir necha daqiqalar tartibida) |

| elektr uzatish liniyalari (elektr uzatish liniyalari). | salbiy reaktsiyaga olib keladi faqat o'ta sezgir |

| Allergiyaning ayrim turlari bo'lgan odamlar yoki bemorlar

| | kasalliklar. Uzoq muddatli ta'sir qilish odatda | ga olib keladi

| yurak-qon tomir tizimining turli patologiyalari va asab tizimlari |

| | (asabni tartibga solish quyi tizimidagi nomutanosiblik tufayli). Qachon |

| | o'ta uzoq (taxminan 10-20 yil) uzluksiz nurlanish |

| | mumkin (tasdiqlanmagan ma'lumotlarga ko'ra) ba'zi | | rivojlanishi

| onkologik kasalliklar. |

| 2. Ichki | Hozirgi yomonlashayotgan shikoyatlar ma'lumotlari |

| binolarning elektr simlari | sog'liqni saqlash, ichki ish bilan bevosita bog'liq |

| va tuzilmalar. | elektr tarmoqlari mavjud emas. |

| 3. Uy xo'jaligi | Terining shikoyatlari bo'yicha tasdiqlanmagan ma'lumotlar mavjud, |

| elektr jihozlari. | yurak-qon tomir va asab patologiyalari bilan uzoq muddatli |

| eski mikroto'lqinli pechlardan tizimli foydalanish

| | modellar (1995 yilgacha). Shu kabilar ham bor |

| |mikroto'lqinli pechlardan foydalanish bo'yicha ma'lumotlar barcha |

| | ishlab chiqarish sharoitidagi modellar (masalan, isitish uchun |

| | kafedagi ovqat). Mikroto'lqinli pechlardan tashqari | haqida ma'lumotlar mavjud

| |da televizor bilan odamlarning sog'lig'iga salbiy ta'sir ko'rsatishi

| | katod-nurli trubkani ko'rish uchun qurilma sifatida. |

Elektromagnit maydon, moddaning maxsus shakli. Zaryadlangan zarralar orasidagi o'zaro ta'sir elektromagnit maydon yordamida amalga oshiriladi.

Elektromagnit maydonning harakati klassik elektrodinamika tomonidan o'rganiladi. Elektromagnit maydon Maksvell tenglamalari bilan tavsiflanadi, ular maydonni tavsiflovchi miqdorlarni uning manbalari, ya'ni fazoda tarqalgan zaryadlar va oqimlar bilan bog'laydi. Statsionar yoki bir tekis harakatlanuvchi zaryadlangan zarralarning elektromagnit maydoni bu zarralar bilan uzviy bog'liqdir; zarralarning tezlashtirilgan harakati bilan elektromagnit maydon ulardan "uziladi" va elektromagnit to'lqinlar shaklida mustaqil ravishda mavjud.

Maksvell tenglamalaridan kelib chiqadiki, o'zgaruvchan elektr maydoni magnit hosil qiladi va o'zgaruvchan magnit maydon elektr hosil qiladi, shuning uchun elektromagnit maydon zaryadlar bo'lmaganda ham mavjud bo'lishi mumkin. Elektromagnit maydonning o'zgaruvchan magnit maydon va o'zgaruvchan elektr tomonidan magnit maydon hosil bo'lishi elektr va magnit maydonlarning bir-biridan mustaqil ravishda alohida mavjud bo'lmasligiga olib keladi. Shuning uchun elektromagnit maydon barcha nuqtalarda uning ikkita komponentini - "elektr maydoni" va "magnit maydon" ni tavsiflovchi ikkita vektor miqdori bilan belgilanadigan va zaryadlangan zarrachalarga ularning tezligi va tezligiga qarab kuch ta'sirini ko'rsatadigan materiya turidir. ularning zaryadining kattaligi.

Vakuumdagi elektromagnit maydon, ya'ni moddaning zarralari bilan bog'lanmagan erkin holatda, elektromagnit to'lqinlar shaklida mavjud bo'lib, juda kuchli tortishish maydonlari bo'lmaganda bo'shliqda tezlik bilan tarqaladi. teng tezlik Sveta c= 2.998. 10 8 m / s. Bunday maydon elektr maydon kuchi bilan tavsiflanadi E va magnit induksiya V... Muhitdagi elektromagnit maydonni tavsiflash uchun elektr induksiyasi qiymatlari ham qo'llaniladi D va magnit maydon kuchi N... Moddada, shuningdek, juda kuchli tortishish maydonlari mavjud bo'lganda, ya'ni juda katta materiya massalari yaqinida elektromagnit maydonning tarqalish tezligi kamroq bo'ladi. c.

Elektromagnit maydonni tavsiflovchi vektorlarning komponentlari nisbiylik nazariyasiga ko'ra, bitta jismoniy miqdor- elektromagnit maydonning tenzori, uning tarkibiy qismlari Lorents o'zgarishlariga muvofiq bir inertial sanoq sistemasidan ikkinchisiga o'tganda o'zgartiriladi.

Elektromagnit maydon energiya va impulsga ega. Elektromagnit maydon impulsining mavjudligi birinchi marta 1899 yilda PN Lebedevning yorug'lik bosimini o'lchash bo'yicha tajribalarida eksperimental tarzda aniqlangan. Elektromagnit maydon doimo energiyaga ega. Elektromagnit maydonning energiya zichligi = 1/2 (ED + VN).

Elektromagnit maydon kosmosda tarqaladi. Elektromagnit maydonning energiya oqimining zichligi Poiting vektori bilan aniqlanadi S =, o'lchov birligi Vt / m 2. Poiting vektorining yo'nalishi perpendikulyar E va H va elektromagnit energiyaning tarqalish yo'nalishiga to'g'ri keladi. Uning qiymati perpendikulyar birlik maydoni orqali uzatiladigan energiyaga teng S vaqt birligi uchun. Vakuumdagi dala pulsining zichligi K = S / s 2 = / s 2.

Elektromagnit maydonning yuqori chastotalarida uning kvant xususiyatlari muhim bo'lib qoladi va elektromagnit maydonni maydon kvantlari - fotonlar oqimi sifatida ko'rish mumkin. Bunday holda, elektromagnit maydon tasvirlangan

1860-1865 yillarda. 19-asrning eng buyuk fiziklaridan biri Jeyms Klerk Maksvell nazariyani yaratdi elektromagnit maydon. Maksvellning fikricha, elektromagnit induksiya hodisasi quyidagicha izohlanadi. Agar fazoning qaysidir nuqtasida magnit maydon vaqt o'tishi bilan o'zgarsa, u erda ham elektr maydon hosil bo'ladi. Agar maydonda yopiq o'tkazgich mavjud bo'lsa, u holda elektr maydoni unda induksiya oqimini keltirib chiqaradi. Maksvell nazariyasidan kelib chiqadiki, teskari jarayon ham mumkin. Agar fazoning ma'lum bir hududida elektr maydoni vaqt o'tishi bilan o'zgarsa, u holda bu erda magnit maydon ham hosil bo'ladi.

Shunday qilib, vaqt o'tishi bilan magnit maydonning har qanday o'zgarishi o'zgaruvchan elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi va vaqt o'tishi bilan elektr maydonining har qanday o'zgarishi o'zgaruvchan magnit maydonni hosil qiladi. Bir-birini hosil qiluvchi bu o'zgaruvchan elektr va magnit maydonlar yagona elektromagnit maydon hosil qiladi.

Elektromagnit to'lqinlarning xossalari

Maksvell tomonidan tuzilgan elektromagnit maydon nazariyasidan kelib chiqadigan eng muhim natija elektromagnit to'lqinlarning mavjudligi ehtimolini bashorat qilishdir. Elektromagnit to'lqin - elektromagnit maydonlarning fazo va vaqtda tarqalishi.

Elektromagnit to'lqinlar elastik (tovush) to'lqinlaridan farqli o'laroq, vakuumda yoki boshqa har qanday moddada tarqalishi mumkin.

Vakuumdagi elektromagnit to'lqinlar tezlik bilan tarqaladi c = 299 792 km / s, ya'ni yorug'lik tezligida.

Moddada elektromagnit to'lqinning tezligi vakuumdagiga qaraganda kamroq. Mexanik to'lqinlar uchun olingan to'lqin uzunligi, tezligi, tebranishlar davri va chastotasi o'rtasidagi bog'liqlik elektromagnit to'lqinlar uchun ham amalga oshiriladi:

Kuchlanish vektorining tebranishlari E va magnit induksiya vektori B oʻzaro perpendikulyar tekisliklarda va toʻlqin tarqalish yoʻnalishiga perpendikulyar boʻladi (tezlik vektori).

Elektromagnit to'lqin energiya olib yuradi.

Elektromagnit to'lqin diapazoni

Atrofimizda turli chastotali elektromagnit to'lqinlarning murakkab dunyosi mavjud: kompyuter monitorlari, uyali telefonlar, mikroto'lqinli pechlar, televizorlar va boshqalarning nurlanishi Hozirgi vaqtda barcha elektromagnit to'lqinlar to'lqin uzunligi bo'yicha oltita asosiy diapazonga bo'lingan.

Radio to'lqinlar- bu elektromagnit to'lqinlar (to'lqin uzunligi 10000 m dan 0,005 m gacha), signallarni (ma'lumotni) simlarsiz masofaga uzatish uchun ishlatiladi. Radioaloqada radioto'lqinlar antennadan oqib o'tadigan yuqori chastotali oqimlar tomonidan yaratiladi.

To'lqin uzunligi 0,005 m dan 1 mkm gacha bo'lgan elektromagnit nurlanish, ya'ni. radioto'lqinlar diapazoni va ko'rinadigan yorug'lik diapazoni o'rtasida joylashganlar deyiladi infraqizil nurlanish... Infraqizil nurlanish har qanday qizdirilgan jism tomonidan chiqariladi. Pechlar, akkumulyatorlar, elektr cho'g'lanma lampalar infraqizil nurlanish manbalari bo'lib xizmat qiladi. Maxsus qurilmalar yordamida infraqizil nurlanishni ko'rinadigan yorug'likka aylantirish va qizdirilgan ob'ektlarning tasvirlarini to'liq zulmatda olish mumkin.

TO ko'rinadigan yorug'lik to'lqin uzunligi taxminan 770 nm dan 380 nm gacha bo'lgan, qizildan binafsha ranggacha bo'lgan nurlanishni nazarda tutadi. Elektromagnit nurlanish spektrining ushbu qismining inson hayotidagi ahamiyati juda yuqori, chunki inson atrofdagi dunyo haqidagi deyarli barcha ma'lumotlarni ko'rish orqali oladi.

To'lqin uzunligi binafsha rangdan kichik bo'lgan ko'zga ko'rinmaydigan elektromagnit nurlanish deyiladi. ultrabinafsha nurlanish. U kasallik qo'zg'atuvchi bakteriyalarni o'ldirishga qodir.

rentgen nurlanishi ko'zga ko'rinmas. U ichki organlarning kasalliklarini tashxislash uchun ishlatiladigan ko'rinadigan yorug'lik uchun shaffof bo'lmagan moddaning muhim qatlamlari orqali sezilarli darajada so'rilmagan holda o'tadi.

Gamma nurlanishi qo'zg'atilgan yadrolar tomonidan chiqariladigan va elementar zarrachalarning o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan elektromagnit nurlanish deyiladi.

Radioaloqa printsipi

Elektromagnit to'lqinlar manbai sifatida tebranuvchi kontur ishlatiladi. Samarali nurlanish uchun sxema "ochiladi", ya'ni E. maydonga kosmosga "ketishi" uchun sharoit yaratish. Ushbu qurilma ochiq tebranish davri deb ataladi - antenna.

Radioaloqa chastotalari Hz dan Hz gacha bo'lgan elektromagnit to'lqinlar yordamida ma'lumot uzatish deb ataladi.

Radar (radar)

O'tkazuvchi qurilma ultra qisqa to'lqinlar va ularni darhol qabul qiladi. Radiatsiya qisqa pulslarda amalga oshiriladi. Impulslar ob'ektlardan aks ettiriladi, bu signalni qabul qilish va qayta ishlashdan so'ng ob'ektga masofani belgilashga imkon beradi.

Tezlik radarlari xuddi shunday ishlaydi. Radar harakatlanayotgan avtomobil tezligini qanday aniqlashi haqida o'ylab ko'ring.

Elektromagnit maydonlar bir-birini hosil qiluvchi o'zgaruvchan elektr va magnit maydonlardir.
Elektromagnit maydon nazariyasi 1865 yilda Jeyms Maksvell tomonidan yaratilgan.

U nazariy jihatdan isbotladi:
vaqt o'tishi bilan magnit maydonning har qanday o'zgarishi o'zgaruvchan elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi va vaqt o'tishi bilan elektr maydonining har qanday o'zgarishi o'zgaruvchan magnit maydonni hosil qiladi.
Agar elektr zaryadlari tezlanish bilan harakat qilsa, ular tomonidan yaratilgan elektr maydoni vaqti-vaqti bilan o'zgaradi va o'zi kosmosda o'zgaruvchan magnit maydon hosil qiladi va hokazo.

Elektromagnit maydonning manbalari quyidagilar bo'lishi mumkin:
- harakatlanuvchi magnit;
- tezlanish yoki tebranish bilan harakatlanuvchi elektr zaryadi (doimiy tezlikda harakatlanadigan zaryaddan farqli o'laroq, masalan, o'tkazgichda to'g'ridan-to'g'ri oqim bo'lsa, bu erda doimiy magnit maydon hosil bo'ladi).

Elektr maydoni har doim elektr zaryadi atrofida, har qanday mos yozuvlar doirasida, magnit maydon - elektr zaryadlari harakatlanadigan joyda mavjud.
Elektromagnit maydon mos yozuvlar doirasida mavjud bo'lib, unga nisbatan elektr zaryadlari tezlanish bilan harakatlanadi.

YECHIMNI KO‘RING

Qahrabo parchasi matoga ishqalanib, statik elektr bilan zaryadlangan. Ko'chmas amber atrofida qanday maydonni topish mumkin? Harakatlanuvchi atrofidami?

Zaryadlangan jism yer yuzasiga nisbatan tinch holatda. Avtomobil erga nisbatan bir tekis va to'g'ri chiziqda harakat qiladi. Avtomobil bilan bog'liq bo'lgan mos yozuvlar doirasida doimiy magnit maydonni aniqlash mumkinmi?

Elektron atrofida qanday maydon paydo bo'ladi, agar u: tinch holatda bo'lsa; doimiy tezlikda harakat qiladi; tezlanish bilan harakat qiladimi?

CRTda bir tekis harakatlanuvchi elektronlar oqimi yaratiladi. Harakatlanuvchi elektronlardan biri bilan bog'langan mos yozuvlar tizimida magnit maydonni aniqlash mumkinmi?

ELEKTROMAGNETIK TO‘LQINLAR

Elektromagnit to'lqinlar - bu muhitning xususiyatlariga qarab, kosmosda cheklangan tezlikda tarqaladigan elektromagnit maydon.

Elektromagnit to'lqinlarning xususiyatlari:
- nafaqat moddada, balki vakuumda ham tarqaladi;
- yorug'lik tezligida vakuumda tarqaladi (C = 300 000 km / s);
- bu ko'ndalang to'lqinlar;
- bu harakatlanuvchi to'lqinlar (energiyani uzatish).

Tezlashtirilgan harakatlanuvchi elektr zaryadlari elektromagnit to'lqinlarning manbai hisoblanadi.
Elektr zaryadlarining tebranishlari zaryadlarning tebranish chastotasiga teng chastotaga ega bo'lgan elektromagnit nurlanish bilan birga keladi.

ELEKTROMAGNETIK TO‘LQINLAR MOSKALASI

Atrofimizdagi butun kosmos elektromagnit nurlanish bilan qoplangan. Quyosh, atrofimizdagi jismlar, transmitterlarning antennalari tebranish chastotasiga qarab turli nomlarga ega bo'lgan elektromagnit to'lqinlarni chiqaradi.

Radioto'lqinlar - elektromagnit to'lqinlar (to'lqin uzunligi 10000 m dan 0,005 m gacha), signallarni (ma'lumotni) simsiz masofaga uzatish uchun ishlatiladi.
Radioaloqada radioto'lqinlar antennadan oqib o'tadigan yuqori chastotali oqimlar tomonidan yaratiladi.
Turli uzunlikdagi radioto'lqinlar turli yo'llar bilan tarqaladi.

To'lqin uzunligi 0,005 m dan kam, lekin 770 nm dan katta bo'lgan, ya'ni radio to'lqin uzunligi diapazoni bilan ko'rinadigan yorug'lik diapazoni o'rtasida joylashgan elektromagnit nurlanish infraqizil nurlanish (IR) deb ataladi.
Infraqizil nurlanish har qanday qizdirilgan jism tomonidan chiqariladi. Infraqizil nurlanish manbalari pechlar, suv isitish batareyalari, elektr cho'g'lanma lampalardir. Maxsus qurilmalar yordamida infraqizil nurlanishni ko'rinadigan yorug'likka aylantirish va qizdirilgan ob'ektlarning tasvirlarini to'liq zulmatda olish mumkin. Infraqizil nurlanish bo'yalgan mahsulotlarni, qurilish devorlarini, yog'ochni quritish uchun ishlatiladi.

Ko'rinadigan yorug'lik to'lqin uzunligi taxminan 770 nm dan 380 nm gacha, qizildan binafsha ranggacha bo'lgan nurlanishni anglatadi. Inson hayotidagi elektromagnit nurlanish spektrining ushbu qismining qiymatlari juda yuqori, chunki inson atrofdagi dunyo haqidagi deyarli barcha ma'lumotlarni ko'rish orqali oladi. Yorug'lik yashil o'simliklarning rivojlanishining asosiy sharti va shuning uchun Yerda hayot mavjudligining asosiy shartidir.

Ko'zga ko'rinmaydigan uzun to'lqin uzunligi bo'lgan elektromagnit nurlanish ultrabinafsha nurlanish (UV) deb ataladigan binafsha nurlardan kamroqdir.Ultrabinafsha nurlanish zararli bakteriyalarni o'ldirishga qodir, shuning uchun u tibbiyotda keng qo'llaniladi. Tarkibdagi ultrabinafsha nurlanish quyosh nuri inson terisining qorayishiga olib keladigan biologik jarayonlarni keltirib chiqaradi - bronzlash. Deşarj lampalari tibbiyotda ultrabinafsha nurlanish manbalari sifatida ishlatiladi. Bunday lampalarning quvurlari ultrabinafsha nurlar uchun shaffof bo'lgan kvartsdan qilingan; shuning uchun bu lampalar kvarts lampalar deb ataladi.

Rentgen nurlari (Re) azga ko'rinmaydi. Ular ko'zga ko'rinadigan yorug'lik uchun shaffof bo'lmagan moddaning muhim qatlamlari orqali sezilarli yutilishsiz o'tadi. Rentgen nurlari ma'lum kristallardan ma'lum bir porlashni keltirib chiqarish va fotografik plyonkaga ta'sir qilish qobiliyati bilan aniqlanadi. X-nurlarining moddalarning qalin qatlamlariga kirib borish qobiliyati insonning ichki organlari kasalliklarini aniqlash uchun ishlatiladi.

Elektromagnit maydon - bu harakatlanuvchi zaryadlar atrofida paydo bo'ladigan moddaning bir turi. Misol uchun, oqim bilan o'tkazgich atrofida. Elektromagnit maydon ikki komponentdan iborat: elektr va magnit maydonlar. Ular bir-biridan mustaqil ravishda mavjud bo'lolmaydi. Bir narsa boshqasini keltirib chiqaradi. Elektr maydoni o'zgarganda, magnit darhol paydo bo'ladi. Elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligi V = C / EM qayerda e va m mos ravishda, to'lqin tarqaladigan muhitning magnit va dielektrik o'tkazuvchanligi. Vakuumdagi elektromagnit to'lqin yorug'lik tezligida, ya'ni 300 000 km / s tezlikda tarqaladi. Vakuumning dielektrik va magnit o'tkazuvchanligi 1 ga teng deb hisoblanganligi sababli elektr maydoni o'zgarganda magnit maydon paydo bo'ladi. Bunga sabab bo'lgan elektr maydoni doimiy bo'lmagani uchun (ya'ni vaqt o'tishi bilan o'zgaradi), u holda magnit maydon ham o'zgaruvchan bo'ladi. O'zgaruvchan magnit maydon, o'z navbatida, elektr maydonini hosil qiladi va hokazo. Shunday qilib, keyingi maydon uchun (u elektr yoki magnit bo'lishidan qat'iy nazar) manba asl manba emas, balki oldingi maydon bo'ladi, ya'ni oqim bilan o'tkazgich. Shunday qilib, o'tkazgichdagi oqim o'chirilgandan keyin ham elektromagnit maydon mavjud bo'lib qoladi va kosmosda tarqaladi. Elektromagnit to'lqin kosmosda o'z manbasidan barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Lampochkani yoqishni tasavvur qilishingiz mumkin, undan yorug'lik nurlari har tomonga tarqaladi. Elektromagnit to'lqin tarqalganda, u energiyani kosmos orqali uzatadi. Maydonni keltirib chiqaradigan o'tkazgichdagi oqim qanchalik kuchli bo'lsa, to'lqin tomonidan olib boriladigan energiya shunchalik katta bo'ladi. Shuningdek, energiya chiqadigan to'lqinlarning chastotasiga bog'liq bo'lib, 2,3,4 marta o'sishi bilan to'lqin energiyasi mos ravishda 4,9,16 marta ortadi. Ya'ni, to'lqinning tarqalish energiyasi chastota kvadratiga proportsionaldir. To'lqin tarqalishi uchun eng yaxshi sharoitlar o'tkazgichning uzunligi to'lqin uzunligiga teng bo'lganda yaratiladi. Magnit va elektr kuch chiziqlari o'zaro perpendikulyar uchadi. Magnit kuch chiziqlari oqim o'tkazgichni qoplaydi va har doim yopiq bo'ladi. Elektr kuch chiziqlari bir zaryaddan ikkinchi zaryadga o'tadi. Elektromagnit to'lqin har doim siljish to'lqinidir. Ya'ni, magnit va elektr kuch chiziqlari tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikda yotadi. Elektromagnit maydonning kuchi - bu maydonning kuchli xarakteristikasi. Shuningdek, kuchlanish, vektor miqdori, ya'ni uning boshlanishi va yo'nalishi bor. Maydon kuchi tangensial ravishda kuch chiziqlariga yo'naltiriladi. Elektr va magnit maydonlarining kuchi bir-biriga perpendikulyar bo'lganligi sababli, to'lqinning tarqalish yo'nalishini aniqlash mumkin bo'lgan qoida mavjud. Vint elektr maydon kuchi vektoridan magnit maydon kuchi vektoriga eng qisqa yo'l bo'ylab aylanganda, vintning translatsiya harakati to'lqin tarqalish yo'nalishini ko'rsatadi.

Magnit maydon va uning xususiyatlari. Elektr toki o'tkazgichdan o'tganda, a magnit maydon. Magnit maydon materiya turlaridan birini ifodalaydi. U alohida harakatlanuvchi elektr zaryadlari (elektronlar va ionlar) va ularning oqimlariga, ya'ni elektr tokiga ta'sir qiluvchi elektromagnit kuchlar shaklida o'zini namoyon qiladigan energiyaga ega. Elektromagnit kuchlar ta'sirida harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar maydonga perpendikulyar yo'nalishda dastlabki yo'lidan chetga chiqadi (34-rasm). Magnit maydon hosil bo'ladi faqat harakatlanuvchi elektr zaryadlari atrofida va uning harakati ham faqat harakatlanuvchi zaryadlarga taalluqlidir. Magnit va elektr maydonlari ajralmas va birgalikda bittani tashkil qiladi elektromagnit maydon... Har bir o'zgarish elektr maydoni magnit maydonning paydo bo'lishiga olib keladi va aksincha, magnit maydonning har qanday o'zgarishi elektr maydonining paydo bo'lishi bilan birga keladi. Elektromagnit maydon yorug'lik tezligida, ya'ni 300 000 km / s tezlikda tarqaladi.

Magnit maydonning grafik tasviri. Grafik jihatdan magnit maydon magnit kuch chiziqlari bilan tasvirlangan, ular maydonning har bir nuqtasida kuch chizig'ining yo'nalishi maydon kuchlarining yo'nalishiga to'g'ri keladigan tarzda chizilgan; magnit kuch chiziqlari doimo uzluksiz va yopiqdir. Har bir nuqtadagi magnit maydonning yo'nalishi magnit o'q yordamida aniqlanishi mumkin. O'qning shimoliy qutbi har doim maydon kuchlari yo'nalishi bo'yicha o'rnatiladi. Doimiy magnitning kuch chiziqlari chiqadigan uchi (35-rasm, a) shimoliy qutb, kuch chiziqlari kiradigan qarama-qarshi uchi esa janubiy qutb (35-rasm, a) hisoblanadi. magnitdan o'tadigan kuch chiziqlari ko'rsatilmagan). Yassi magnitning qutblari orasidagi kuch chiziqlarining taqsimlanishini qutblarga qo'yilgan qog'oz varag'iga quyilgan po'latdan yasalgan qoziqlar yordamida aniqlash mumkin (35-rasm, b). Doimiy magnitning ikkita parallel qarama-qarshi qutblari orasidagi havo bo'shlig'idagi magnit maydon magnit maydon chiziqlarining bir xil taqsimlanishi bilan tavsiflanadi (36-rasm).