Электромагнитные поля и излучения (неионизирующие излучения)

Электромагнитная волна – это колебательный процесс, связан­ный с изменяющимися в пространстве и во времени взаимосвязан­ными электрическими и магнитными полями. Область распростра­нения электромагнитных волн называется электромагнитным полем (ЭМП).

Основные характеристики электромагнитного поля. Электромагнитное поле характеризуется частотой излучения f, измеряемой в герцах, или длиной волны л, измеряемой в метрах. Электромагнитная волна распространяется со скоростью света (3•10⁸ м/с), и связь между длиной и частотой электромагнитной волны определяется за­висимостью

F=c/л

где с - скорость света.

Электромагнитное поле обладает энергией, а электромагнитная волна, распространяясь в окружающем пространстве, переносит эту энергию. Электромагнитное поле имеет электрическую и магнит­ную составляющие.

Характеристикой электрической составляющей ЭМП является напряженность электрического поля Е, единицей измерения которой является В/м.

Характеристикой магнитной составля­ющей ЭМП является напряженность маг­нитного поля Н (А/м).

Энергию электромагнитной волны при­нято характеризовать плотностью потока энергии (ППЭ) – энергией, переносимой электромагнитной волной в единицу време­ни через единичную площадь. Единицей измерения ППЭ является Вт/м².

Для отдельных диапазонов ЭМИ (све­товой диапазон, лазерное излучение) изве­стны другие характеристики, которые будут рассмотрены ниже.

Классификация электромагнитных по­лей. Электромагнитные поля классифици­руются по частотным диапазонам или дли­не волны. Классификация волн, определя­емая длиной (или частотой) волны, представлена в табл. 9.

Видимый свет (световые волны), инфрак­расное (тепловое) и ультрафиолетовое излу­чение – это также электромагнитная волна.

Эти виды коротковолнового излучения ока­зывают на человека специфическое воздей­ствие.

Электромагнитные волны очень высо­ких частот относятся к ионизирующим излучениям (рентгеновским и гамма-излучениям). Из-за большой частоты эти волны облада­ют высокой энергией, достаточной для того, чтобы ионизировать молекулы вещества, в котором распространяется волна. Поэтому это излучение относится к ионизирующему излучению.

Электромагнитный спектр радиочастот­ного диапазона условно разделен на четыре частотных диапазона: низкие частоты (НЧ) – менее 30, кГц, высокие частоты (ВЧ) – 30 кГц...30 МГц, ультравысокие частоты (УВЧ) – 30...300 МГц, сверхвысокие частоты (СВЧ) – 300 МГЦ...750 ГГц.

Особой разновидностью ЭМИ является лазерное излучение (ЛИ), генерируемое в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Особенностью ЛИ является его монохроматичность (строго одна длина волны), ко­герентность (все источники излучения испускают волны в одной фазе), острая направленность луча (малое расхождение луча).

Условно к неионизирующим излучениям (полям) можно отнес­ти электростатические поля (ЭСП) и магнитные поля (МП).

Таблица 9. Классификация электромагнитных волн.

Название волны и излучения	Длина волны, м	Частота излучения, Гц
Радиочастотные
Сверхдлинные (СДВ)	Более 1000	Менее 30•103 (менее 30 кГц)
Длинные (ДВ)	10000...1000	30•103 -.-ЗОО- 1 03 (30... 300 кГц)
Средние (СВ)	1000...100	300 •103 -.-ЗООО • 103 (300...3000 кГц)
Короткие (KB)	100... 10	3-106...30-106(З...ЗОМГц)
Ультракороткие (УКВ): метровые дециметровые сантиметровые миллиметровые	10...1 1...10-' (10... 1дм) 10-'... 10~г (10...1см) 10-г...10-3(10...1мм)	30-106...300-106(ЗО...ЗООМГц) 300 • 106...3000 • 106 (300...3000 МГц) • 3-109...30.109(З...ЗОГГц) 30-109... 300-1 09 (30... 300 ГГц)
Субмиллиметровые	10-3...0,4- 10-3(1...0,4мм)	300-109...750-109(300...750ГГц)
Оптические
Инфракрасные (тепловое из­лучение)	0,4 -Ю-3...0,76 -Ю-6 (0,4-10-3...0,76мкм)	0,75 • 10'2...395 • 1012 (0,75...395 ТГц)
Световые волны	0,76- 10-1.0,4 -10-* (0,76...0,4мкм)	395-1012...750-1012(395...750ТГц)
Ультрафиолетовые лучи	• 0,4- Ю-6...^- 10'10 (0,4 мкм... 20 А)	750- Ю12...1,5 • 10'7(750...1,5- К^ТГц)
Ионизирующие*
Рентгеновские	2- 10-'°...0,06- Ю-10 (20..Д06А)	1,5-1017...5-1019 (1,5-105...5-107ТГц)
Гамма-лучи	Менее 0,06- Ю'10 (менее 0,06 А)	Более5-1019(более5-107ТГц)
кГц – килогерц, МГц - мегагерц, ГГЦ – гигагерц, ТГц – террагерц, мкм – микрометр, А – ангстрем.

Электростатическое поле – это поле неподвижных электриче­ских зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Стати­ческое электричество – совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электриче­ского заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках.

Магнитное поле может быть постоянным, импульсным, пере­менным.