¿Qué es una onda electromagnética y cómo se forma? Influencia de las ondas electromagnéticas en la salud humana. ¿Cómo depende la densidad de energía de un campo electromagnético de la fuerza del campo eléctrico?

), que describe el campo electromagnético, mostró teóricamente que un campo electromagnético en el vacío puede existir incluso en ausencia de fuentes: cargas y corrientes. Un campo sin fuentes tiene la forma de ondas que se propagan a una velocidad finita, que en el vacío es igual a la velocidad de la luz: con= 299792458±1,2 m/s. Coincidencia de velocidad de propagación ondas electromagnéticas en el vacío con la velocidad de la luz previamente medida permitió a Maxwell concluir que la luz es una onda electromagnética. Esta conclusión formó más tarde la base de la teoría electromagnética de la luz.

En 1888, la teoría de las ondas electromagnéticas recibió confirmación experimental en los experimentos de G. Hertz. Usando la fuente Alto voltaje y vibradores (ver vibrador de Hertz), Hertz pudo realizar sutiles experimentos para determinar la velocidad de propagación de una onda electromagnética y su longitud. Se confirmó experimentalmente que la velocidad de propagación de una onda electromagnética es igual a la velocidad de la luz, lo que demostró la naturaleza electromagnética de la luz.

Las ondas electromagnéticas son el resultado de años de debate y miles de experimentos. Prueba de la presencia de fuerzas de origen natural que pueden convertir la sociedad actual. Esta es la aceptación real de una verdad simple: sabemos muy poco sobre el mundo en que vivimos.

La física es la reina entre las ciencias naturales, capaz de responder preguntas sobre el origen no solo de la vida, sino del mundo mismo. Brinda a los científicos la capacidad de estudiar los campos eléctricos y magnéticos, cuya interacción genera EMW (ondas electromagnéticas).

¿Qué es una onda electromagnética?

No hace mucho, se estrenó en las pantallas de nuestro país la película “La guerra de las corrientes” (2018), donde, con un toque de ficción, narra la disputa entre los dos grandes científicos Edison y Tesla. Uno trató de probar un beneficio de corriente continua, el otro - de la variable. Esta larga batalla terminó solo en el séptimo año del siglo XXI.

Al comienzo de la "batalla", otro científico, que trabajaba en la teoría de la relatividad, describió la electricidad y el magnetismo como fenómenos similares.

En el año treinta del siglo XIX, el físico de origen inglés Faraday descubrió el fenómeno inducción electromagnética e introdujo el término de la unidad de los campos eléctrico y magnético. También afirmó que el movimiento en este campo está limitado por la velocidad de la luz.

Un poco más tarde, la teoría del científico inglés Maxwell decía que la electricidad provoca un efecto magnético y que el magnetismo provoca la aparición. campo eléctrico. Dado que ambos campos se mueven en el espacio y el tiempo, forman perturbaciones, es decir, ondas electromagnéticas.

En pocas palabras, una onda electromagnética es una perturbación espacial campo electromagnetico.

Experimentalmente, la existencia de EMW fue probada por el científico alemán Hertz.

Ondas electromagnéticas, sus propiedades y características.

Las ondas electromagnéticas se caracterizan por los siguientes factores:

• longitud (rango suficientemente amplio);
• frecuencia;
• intensidad (o amplitud de oscilación);
• la cantidad de energía.

La propiedad básica de toda radiación electromagnética es la magnitud de la longitud de onda (en el vacío), que normalmente se especifica en nanómetros para el espectro de luz visible.

Cada nanómetro representa una milésima de micrómetro y se mide por la distancia entre dos picos (vértices) consecutivos.

La frecuencia de emisión de onda correspondiente es el número de oscilaciones sinusoidales y proporcionalidad inversa longitud de onda.

La frecuencia generalmente se mide en Hertz. Por lo tanto, las longitudes de onda más largas corresponden a una frecuencia de radiación más baja y las longitudes de onda más cortas corresponden a una frecuencia de radiación más alta.

Las principales propiedades de las ondas:

• refracción;
• reflexión;
• absorción;
• interferencia.

velocidad de onda electromagnética

La velocidad real de propagación de una onda electromagnética depende del material que tenga el medio, su densidad óptica y la presencia de un factor como la presión.

Además, varios materiales tienen diferente densidad de "empaquetamiento" de átomos, cuanto más cerca están ubicados, menor es la distancia y mayor es la velocidad. Como resultado, la velocidad de una onda electromagnética depende del material a través del cual viaja.

Se llevan a cabo experimentos similares en el colisionador de hadrones, donde el principal instrumento de influencia es una partícula cargada. Estudio de fenómenos electromagnéticos ocurre allí a nivel cuántico, cuando la luz se descompone en partículas diminutas: fotones. Pero la física cuántica es un tema aparte.

Según la teoría de la relatividad, la velocidad máxima de propagación de las ondas no puede superar la velocidad de la luz. Maxwell describió la finitud del límite de velocidad en sus escritos, explicando esto por la presencia de un nuevo campo: el éter. La ciencia oficial moderna aún no ha estudiado tal relación.

La radiación electromagnética y sus tipos.

La radiación electromagnética consiste en ondas electromagnéticas, que se observan como fluctuaciones en los campos eléctricos y magnéticos, propagándose a la velocidad de la luz (300 km por segundo en el vacío).

Cuando la radiación EM interactúa con la materia, su comportamiento cambia cualitativamente a medida que cambia la frecuencia. ¿Por qué se convierte en:

1. Emisión de radio. En frecuencias de radio y frecuencias de microondas, la radiación electromagnética interactúa con la materia principalmente en forma de un conjunto común de cargas que se distribuyen en un número grandeátomos afectados.
2. Radiación infrarroja. A diferencia de la radiación de microondas y de radio de baja frecuencia, un emisor de infrarrojos suele interactuar con los dipolos presentes en las moléculas individuales, que cambian en los extremos a medida que vibran. enlace químico a nivel atómico.
3. Emisión de luz visible. A medida que aumenta la frecuencia en el rango visible, los fotones tienen suficiente energía para cambiar la estructura enlazada de algunas moléculas individuales.
4. Radiación ultravioleta. La frecuencia va en aumento. Ahora hay suficiente energía en los fotones ultravioleta (más de tres voltios) para actuar doblemente sobre los enlaces de las moléculas, reorganizándolas químicamente constantemente.
5. Radiación ionizante. En las frecuencias más altas y las más pequeñas en longitud de onda. La absorción de estos rayos por la materia afecta a todo el espectro gamma. El efecto más famoso es la radiación.

¿Cuál es la fuente de las ondas electromagnéticas?

El mundo, según la joven teoría del origen de todo, surgió gracias a un impulso. Lanzó una energía colosal, que se llamó una gran explosión. Así apareció la primera onda electromagnética en la historia del universo.

Actualmente, las fuentes de formación de perturbaciones incluyen:

• emv emite un vibrador artificial;
• el resultado de la vibración de grupos atómicos o partes de moléculas;
• si hay un impacto en la capa exterior de la sustancia (a nivel atómico-molecular);
• efecto similar a la luz;
• durante la desintegración nuclear;
• consecuencia de la desaceleración de los electrones.

Escala y aplicación de la radiación electromagnética.

La escala de radiación significa una amplia gama de frecuencias de onda de 3·10 6 ÷ 10 -2 a 10 -9 ÷ 10 -14 .

Cada parte del espectro electromagnético tiene una amplia gama de aplicaciones en nuestra vida diaria:

1. Ondas de pequeña longitud (microondas). Estas ondas eléctricas se utilizan como señal de satélite porque pueden pasar por alto la atmósfera terrestre. Además, se usa una versión ligeramente mejorada para calentar y cocinar en la cocina: este es un horno de microondas. El principio de cocción es simple: bajo la influencia de la radiación de microondas, las moléculas de agua se absorben y aceleran, lo que hace que el plato se caliente.
2. Las perturbaciones largas se utilizan en tecnologías de radio (ondas de radio). Su frecuencia no deja pasar las nubes y la atmósfera, gracias a lo cual tenemos a nuestra disposición la radio FM y la televisión.
3. La perturbación infrarroja está directamente relacionada con el calor. Es casi imposible verlo. Intente notar sin equipo especial un rayo desde el control remoto de su televisor, Centro musical o radio en el coche. Los dispositivos capaces de leer tales ondas se utilizan en los ejércitos de los países (dispositivo de visión nocturna). También en cocinas de inducción en cocinas.
4. El ultravioleta también está relacionado con el calor. El "generador" natural más poderoso de tal radiación es el sol. Es por la acción de la radiación ultravioleta que se forma un bronceado en la piel de una persona. En medicina, este tipo de onda se usa para desinfectar instrumentos, matar gérmenes y.
5. Los rayos gamma son el tipo de radiación más potente en el que se concentra una perturbación de onda corta con alta frecuencia. La energía contenida en esta parte del espectro electromagnético confiere a los rayos un mayor poder de penetración. Aplicable en física nuclear- pacífico arma nuclear- uso de combate.

La influencia de las ondas electromagnéticas en la salud humana

Medir el impacto de la emv en los humanos es responsabilidad de los científicos. Pero no es necesario ser un especialista para evaluar la intensidad de la radiación ionizante: provoca cambios a nivel del ADN humano, lo que conlleva enfermedades tan graves como la oncología.

No es de extrañar que el impacto perjudicial del desastre de Chernobyl se considere uno de los más peligrosos para la naturaleza. Varios kilómetros cuadrados del otrora hermoso territorio se han convertido en una zona de exclusión total. Hasta finales de siglo, una explosión en la central nuclear de Chernobyl es peligrosa hasta que finaliza la vida media de los radionúclidos.

Algunos tipos de emv (radio, infrarrojos, ultravioleta) no causan mucho daño a una persona y son solo molestias. Después de todo, prácticamente no sentimos el campo magnético de la tierra, pero el emv de un teléfono móvil puede causar dolor de cabeza(impacto en el sistema nervioso).

Para proteger su salud del electromagnetismo, simplemente debe tomar precauciones razonables. En lugar de cientos de horas juego de ordenador Salir a dar un paseo.

El progreso tecnológico ha reverso. Uso mundial varios equipos, alimentado por electricidad, se convirtió en la causa de la contaminación, a la que se le dio el nombre de ruido electromagnético. En este artículo, consideraremos la naturaleza de este fenómeno, el grado de su impacto en el cuerpo humano y las medidas de protección.

Qué es y fuentes de radiación.

La radiación electromagnética son ondas electromagnéticas que se producen cuando se perturba un campo magnético o eléctrico. física moderna interpreta este proceso en el marco de la teoría de la dualidad onda-partícula. Es decir, la porción mínima de radiación electromagnética es un cuanto, pero al mismo tiempo tiene propiedades de onda de frecuencia que determinan sus características principales.

El espectro de frecuencias de la radiación del campo electromagnético permite clasificarla en los siguientes tipos:

• radiofrecuencia (estos incluyen ondas de radio);
• térmica (infrarroja);
• óptico (es decir, visible a simple vista);
• radiación en el espectro ultravioleta y dura (ionizada).

En la siguiente figura se puede ver una ilustración detallada del rango espectral (escala de emisión electromagnética).

Naturaleza de las fuentes de radiación

Dependiendo del origen, las fuentes de radiación de ondas electromagnéticas en la práctica mundial se suelen clasificar en dos tipos, a saber:

• perturbaciones del campo electromagnético de origen artificial;
• radiación de fuentes naturales.

Radiaciones provenientes del campo magnético alrededor de la Tierra, procesos eléctricos en la atmósfera de nuestro planeta, fusión nuclear en las entrañas del sol - todos son de origen natural.

En cuanto a las fuentes artificiales, efecto secundario causados ​​por la operación de varios mecanismos y dispositivos eléctricos.

La radiación que emana de ellos puede ser de bajo y alto nivel. El grado de intensidad de la radiación del campo electromagnético depende completamente de los niveles de potencia de las fuentes.

Los ejemplos de fuentes de alto EMP incluyen:

• Las líneas eléctricas suelen ser de alto voltaje;
• todo tipo de transporte eléctrico, así como la infraestructura que lo acompaña;
• torres de televisión y radio, así como estaciones móviles y de comunicaciones móviles;
• plantas de conversión de voltaje red eléctrica(en particular, ondas provenientes de una subestación transformadora o de distribución);
• ascensores y otros tipos de equipos de elevación donde se utiliza una planta de energía electromecánica.

Las fuentes típicas que emiten radiación de bajo nivel incluyen los siguientes equipos eléctricos:

• casi todos los dispositivos con pantalla CRT (por ejemplo: una terminal de pago o una computadora);
• Varios tipos electrodomésticos, que van desde planchas hasta sistemas climáticos;
• sistemas de ingeniería que proporcionan electricidad a varios objetos (no solo significa un cable de alimentación, sino también equipos relacionados, como enchufes y medidores de electricidad).

Por separado, cabe destacar equipamiento especial utilizado en medicina, que emite radiación fuerte (máquinas de rayos X, MRI, etc.).

Impacto en una persona

En el curso de numerosos estudios, los radiobiólogos llegaron a una conclusión decepcionante: la radiación prolongada de ondas electromagnéticas puede causar una "explosión" de enfermedades, es decir, provoca el rápido desarrollo de procesos patológicos en el cuerpo humano. Además, muchos de ellos introducen violaciones a nivel genético.

Vídeo: ¿Cómo afecta? radiación electromagnética en la gente
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Esto se debe a que el campo electromagnético nivel alto actividad biológica, que afecta negativamente a los organismos vivos. El factor de influencia depende de los siguientes componentes:

• la naturaleza de la radiación producida;
• cuánto tiempo y con qué intensidad continúa.

El impacto en la salud humana de la radiación, que tiene una naturaleza electromagnética, depende directamente de la localización. Puede ser tanto local como general. En este último caso, se produce una irradiación a gran escala, por ejemplo, la radiación producida por las líneas eléctricas.

En consecuencia, la irradiación local se refiere al impacto en ciertas partes del cuerpo. Saliente de reloj electronico o las ondas electromagnéticas de los teléfonos móviles, un claro ejemplo de impacto local.

Por separado, es necesario tener en cuenta el efecto térmico de la radiación electromagnética de alta frecuencia sobre la materia viva. La energía del campo se convierte en energía térmica(debido a la vibración de las moléculas), este efecto se basa en el trabajo de los emisores de microondas industriales utilizados para calentar varias sustancias. En contraste con los beneficios procesos de producción, los efectos térmicos en el cuerpo humano pueden ser perjudiciales. Desde el punto de vista de la radiobiología, no se recomienda estar cerca de equipos eléctricos "calientes".

Hay que tener en cuenta que en el día a día estamos expuestos regularmente a la radiación, y esto sucede no solo en el trabajo, sino también en casa o al movernos por la ciudad. Con el tiempo, el efecto biológico se acumula y se intensifica. Con el crecimiento del ruido electromagnético, el número de enfermedades características del cerebro o sistema nervioso. Tenga en cuenta que la radiobiología es una ciencia bastante joven, por lo que el daño causado a los organismos vivos por la radiación electromagnética no se ha estudiado a fondo.

La figura muestra el nivel de ondas electromagnéticas producidas por electrodomésticos convencionales.

Tenga en cuenta que el nivel de intensidad de campo disminuye significativamente con la distancia. Es decir, para reducir su efecto, basta con alejarse de la fuente a cierta distancia.

La fórmula para calcular la norma (racionamiento) de la radiación del campo electromagnético se indica en los GOST y SanPiN correspondientes.

Protección de radiación

En la producción, las pantallas absorbentes (protectoras) se utilizan activamente como medio de protección contra la radiación. Desafortunadamente, no es posible protegerse de la radiación de campos electromagnéticos utilizando este tipo de equipos en casa, ya que no están diseñados para ello.

• para reducir el impacto de la radiación del campo electromagnético a casi cero, debe alejarse de las líneas eléctricas, torres de radio y televisión a una distancia de al menos 25 metros (debe tener en cuenta la potencia de la fuente);
• para un monitor CRT y un televisor, esta distancia es mucho menor: unos 30 cm;
• el reloj electrónico no debe colocarse cerca de la almohada, distancia óptima para ellos más de 5 cm;
• En cuanto a la radio y celulares, no se recomienda acercarlos a menos de 2,5 centímetros.

Tenga en cuenta que muchas personas saben lo peligroso que es pararse al lado líneas de alta tensión las líneas eléctricas, pero al mismo tiempo, la mayoría de las personas no le dan importancia a los electrodomésticos comunes. Aunque es suficiente poner unidad del sistema en el suelo o alejarse, y se protegerá a sí mismo y a sus seres queridos. Le recomendamos que haga esto y luego mida el fondo de la computadora usando un detector de radiación de campo electromagnético para verificar visualmente su reducción.

Este consejo también aplica para la colocación del refrigerador, muchos lo ponen cerca de mesa de cocina, práctico pero inseguro.

Ninguna tabla podrá especificar exactamente distancia segura de determinados equipos eléctricos, ya que la radiación puede variar, tanto en función del modelo del aparato como del país de fabricación. Por el momento, no existe un estándar internacional único, por lo tanto, en diferentes paises los estándares pueden diferir significativamente.

Puede determinar con precisión la intensidad de la radiación usando dispositivo especial- Flujómetro. De acuerdo con los estándares adoptados en Rusia, la dosis máxima permitida no debe exceder los 0,2 μT. Recomendamos medir en el apartamento utilizando el dispositivo mencionado anteriormente para medir el grado de radiación del campo electromagnético.

Trate de reducir el tiempo de exposición a la radiación, es decir, no permanezca cerca de aparatos eléctricos en funcionamiento durante mucho tiempo. Por ejemplo, no es necesario pararse constantemente en la estufa eléctrica o el horno de microondas mientras se cocina. En cuanto a los equipos eléctricos, puede ver que cálido no siempre significa seguro.

Apague siempre los aparatos eléctricos cuando no estén en uso. La gente a menudo lo deja encendido varios dispositivos, sin tener en cuenta que en este momento se emite radiación electromagnética desde la ingeniería eléctrica. Apague la computadora portátil, impresora u otro equipo, no es necesario volver a exponerse a la radiación, recuerde su seguridad.

M. Faraday introdujo el concepto de campo:

un campo electrostático alrededor de una carga en reposo

alrededor de las cargas en movimiento (corriente) hay un campo magnético.

En 1830, M. Faraday descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética: cuando cambia el campo magnético, surge un campo eléctrico de vórtice.

Figura 2.7 - Campo eléctrico de vórtice

donde,
- vector de intensidad de campo eléctrico,
- vector de inducción magnética.

Un campo magnético alterno crea un campo eléctrico de vórtice.

En 1862 D. K. Maxwell planteó una hipótesis: cuando cambia el campo eléctrico, surge un campo magnético de vórtice.

Surgió la idea de un único campo electromagnético.

Figura 2.8 - Campo electromagnético unificado.

El campo eléctrico alterno crea un campo magnético de vórtice.

Campo electromagnetico- esta es una forma especial de materia - una combinación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos eléctricos y magnéticos variables existen simultáneamente y forman un solo campo electromagnético. es materia:

Se manifiesta en acción sobre cargas tanto en reposo como en movimiento;

Se propaga a una velocidad alta pero finita;

Existe independientemente de nuestra voluntad y deseos.

A una tasa de carga de cero, solo hay un campo eléctrico. A una tasa de carga constante, se genera un campo electromagnético.

Con el movimiento acelerado de la carga se emite una onda electromagnética que se propaga en el espacio con una velocidad finita .

El desarrollo de la idea de las ondas electromagnéticas pertenece a Maxwell, pero Faraday ya sabía de su existencia, aunque temía publicar la obra (se leyó más de 100 años después de su muerte).

La condición principal para la aparición de una onda electromagnética es el movimiento acelerado de cargas eléctricas.

Qué es una onda electromagnética, es fácil imaginar el siguiente ejemplo. Si arrojas una piedra en la superficie del agua, se forman ondas divergentes en círculos en la superficie. Se mueven desde la fuente de su ocurrencia (perturbación) con cierta velocidad de propagación. Para las ondas electromagnéticas, las perturbaciones son campos eléctricos y magnéticos que se mueven en el espacio. Un campo electromagnético variable en el tiempo provoca necesariamente un campo magnético alterno, y viceversa. Estos campos están interconectados.

La fuente principal del espectro de ondas electromagnéticas es la estrella del Sol. Parte del espectro de ondas electromagnéticas ve el ojo humano. Este espectro se encuentra dentro de 380...780 nm (Fig. 2.1). En el espectro visible, el ojo percibe la luz de manera diferente. Las oscilaciones electromagnéticas con diferentes longitudes de onda provocan la sensación de luz con diferentes colores.

Figura 2.9 - Espectro de ondas electromagnéticas

Parte del espectro de las ondas electromagnéticas se utiliza con fines de radiodifusión y comunicación televisiva. La fuente de ondas electromagnéticas es un cable (antena) en el que se produce una oscilación cargas eléctricas. El proceso de formación de campos, que comenzó cerca del cable, gradualmente, punto por punto, captura todo el espacio. Cuanto mayor sea la frecuencia corriente alterna pasa a través del cable y genera un campo eléctrico o magnético, más intensas son las ondas de radio de una determinada longitud creadas por el cable.

Radio(lat. radio - emitir, emitir rayos ← radio - haz) - un tipo de comunicación inalámbrica en la que las ondas de radio que se propagan libremente en el espacio se utilizan como portadoras de señales.

ondas de radio(de radio...), ondas electromagnéticas con una longitud de onda > 500 µm (frecuencia< 6×10 12 Гц).

Las ondas de radio son campos eléctricos y magnéticos que cambian con el tiempo. La velocidad de propagación de las ondas de radio en el espacio libre es de 300 000 km/s. En base a esto, puede determinar la longitud de la onda de radio (m).

λ=300/f, donde f - frecuencia (MHz)

Las vibraciones sonoras del aire creadas durante una conversación telefónica son convertidas por un micrófono en vibraciones eléctricas de frecuencia sonora, que son transmitidas por cables al equipo del suscriptor. Allí, en el otro extremo de la línea, con la ayuda del emisor del teléfono, se convierten en vibraciones de aire percibidas por el suscriptor como sonidos. En telefonía, los medios de comunicación son los cables; en la radiodifusión, las ondas de radio.

El "corazón" del transmisor de cualquier estación de radio es un generador, un dispositivo que genera oscilaciones de una frecuencia alta pero estrictamente constante para una estación de radio determinada. Estas oscilaciones de radiofrecuencia, amplificadas a la potencia requerida, ingresan a la antena y excitan en el espacio circundante oscilaciones electromagnéticas de exactamente la misma frecuencia: ondas de radio. La velocidad de eliminación de las ondas de radio de la antena de la estación de radio es igual a la velocidad de la luz: 300.000 km/s, que es casi un millón de veces más rápida que la propagación del sonido en el aire. Esto significa que si un transmisor se encendió en un momento determinado en la estación de radiodifusión de Moscú, sus ondas de radio llegarían a Vladivostok en menos de 1/30 s, y el sonido durante este tiempo tendría tiempo para propagarse solo 10- 11 metros

Las ondas de radio se propagan no solo en el aire, sino también donde no las hay, por ejemplo, en el espacio exterior. En esto se diferencian de ondas sonoras, para lo cual es absolutamente necesario el aire o algún otro medio denso, como el agua.

onda electromagnética es un campo electromagnético que se propaga en el espacio (oscilaciones de vectores
). Cerca de la carga, los campos eléctrico y magnético cambian con un cambio de fase p/2.

Figura 2.10 - Campo electromagnético unificado.

A una gran distancia de la carga, los campos eléctrico y magnético cambian de fase.

Figura 2.11 - Cambio de fase en campos eléctricos y magnéticos.

La onda electromagnética es transversal.. La dirección de la velocidad de la onda electromagnética coincide con la dirección del movimiento del tornillo derecho al girar el mango del gimlet vectorial al vector .

Figura 2.12 - Onda electromagnética.

Además, en una onda electromagnética, la relación
, donde c es la velocidad de la luz en el vacío.

Maxwell calculó teóricamente la energía y la velocidad de las ondas electromagnéticas.

Por lo tanto, la energía de las olas es directamente proporcional a la cuarta potencia de la frecuencia. Esto quiere decir que para fijar más fácilmente la onda es necesario que sea de alta frecuencia.

Las ondas electromagnéticas fueron descubiertas por G. Hertz (1887).

Un circuito cerrado oscilatorio no emite ondas electromagnéticas: toda la energía del campo eléctrico del condensador se convierte en energía del campo magnético de la bobina. La frecuencia de oscilación está determinada por los parámetros del circuito oscilatorio:
.

Figura 2.13 - Circuito oscilatorio.

Para aumentar la frecuencia, es necesario disminuir L y C, es decir convertir la bobina en un cable recto y, como
, reducir el área de las placas y extenderlas a distancia máxima. Esto muestra que obtenemos, en esencia, un conductor directo.

Tal dispositivo se llama vibrador Hertz. El medio se corta y se conecta a un transformador de alta frecuencia. Entre los extremos de los cables, en los que se fijan pequeños conductores esféricos, salta una chispa eléctrica, que es la fuente de la onda electromagnética. La onda se propaga de tal forma que el vector de intensidad del campo eléctrico oscila en el plano en el que se encuentra el conductor.

Figura 2.14 - Vibrador Hertz.

Si el mismo conductor (antena) se coloca paralelo al emisor, entonces las cargas oscilarán y chispas débiles saltarán entre los conductores.

Hertz descubrió experimentalmente las ondas electromagnéticas y midió su velocidad, que coincidía con la calculada por Maxwell e igual a c=3. 10 8 m/s.

Un campo eléctrico alterno genera un campo magnético alterno, que a su vez genera un campo eléctrico alterno, es decir, una antena que excita uno de los campos provoca la aparición de un único campo electromagnético. La propiedad más importante de este campo es que se propaga en forma de ondas electromagnéticas.

La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en un medio sin pérdidas depende de la permeabilidad relativamente dieléctrica y magnética del medio. Para el aire, la permeabilidad magnética del medio es igual a uno, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en este caso es igual a la velocidad de la luz.

La antena puede ser un cable vertical alimentado por un generador de alta frecuencia. El generador gasta energía para acelerar el movimiento de electrones libres en el conductor, y esta energía se convierte en un campo electromagnético alterno, es decir, ondas electromagnéticas. Cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente del generador, más rápido cambiará el campo electromagnético y más intensa será la curación por ondas.

Las antenas están conectadas al cable como un campo eléctrico, lineas de fuerza que comienza con cargas positivas y termina con cargas negativas, y el campo magnético, cuyas líneas se cierran alrededor de la corriente del cable. Cuanto más corto es el período de oscilación, menos tiempo queda para que la energía de los campos enlazados regrese al cable (es decir, al generador) y más pasa a campos libres, que se propagan más en forma de ondas electromagnéticas. La radiación efectiva de ondas electromagnéticas ocurre bajo la condición de conmensurabilidad de la longitud de onda y la longitud del cable radiante.

Así, se puede determinar que onda de radio- este es un campo electromagnético no asociado con el emisor y los dispositivos formadores de canales, que se propaga libremente en el espacio en forma de onda con una frecuencia de oscilación de 10 -3 a 10 12 Hz.

Las oscilaciones de electrones en la antena son creadas por una fuente de EMF que cambia periódicamente con un período T. Si en algún momento el campo en la antena tuvo un valor máximo, entonces tendrá el mismo valor después de un tiempo. T. Durante este tiempo, el campo electromagnético que existía en el momento inicial en la antena se desplazará a una distancia

λ = υТ (1)

La distancia mínima entre dos puntos en el espacio donde el campo tiene el mismo valor se llama longitud de onda. Como sigue de (1), la longitud de onda λ depende de la velocidad de su propagación y del periodo de oscilación de los electrones en la antena. Como frecuencia Actual F = 1 / T, entonces la longitud de onda λ = υ / F .

El enlace de radio incluye las siguientes partes principales:

Transmisor

Receptor

El medio en el que se propagan las ondas de radio.

El transmisor y el receptor son elementos controlables del enlace de radio, ya que es posible aumentar la potencia del transmisor, conectar una antena más eficiente y aumentar la sensibilidad del receptor. El medio es un elemento no controlado del enlace de radio.

La diferencia entre una línea de comunicación por radio y las líneas alámbricas es que las líneas alámbricas utilizan alambres o cables como enlace de conexión, que son elementos controlados (usted puede cambiar sus parámetros eléctricos).

Pocas personas saben que la radiación electromagnética impregna todo el Universo. Las ondas electromagnéticas surgen cuando se propaga en el espacio. Dependiendo de la frecuencia de las oscilaciones de onda, se dividen condicionalmente en luz visible, espectro de radiofrecuencia, bandas infrarrojas etc. Se ha demostrado la existencia práctica de ondas electromagnéticas empíricamente en 1880 por el científico alemán G. Hertz (por cierto, la unidad de frecuencia lleva su nombre).

Del curso de física se sabe qué es clase especial materia. A pesar de que sólo una pequeña parte de ella puede verse a simple vista, su efecto sobre mundo material enorme. Las ondas electromagnéticas son la propagación sucesiva en el espacio de vectores de campos magnéticos y eléctricos que interactúan. Sin embargo, la palabra "difundir" en este caso no del todo correcto: estamos hablando, más bien, sobre la perturbación ondulatoria del espacio. El motivo por el que se generan las ondas electromagnéticas es la aparición en el espacio de un campo eléctrico que cambia con el tiempo. Y, como saben, existe una relación directa entre electricidad y campos magnéticos. Basta recordar la regla según la cual existe un campo magnético alrededor de cualquier conductor con corriente. La partícula, que es afectada por ondas electromagnéticas, comienza a oscilar, y como hay movimiento, significa que hay radiación de energía. Campo eléctrico co se transfiere a una partícula vecina en reposo, como resultado, se genera nuevamente un campo naturaleza electrica. Y dado que los campos están interconectados, sigue el magnético. El proceso se extiende como una avalancha. En este caso, no hay movimiento real, pero sí vibraciones de partículas.

Acerca de la oportunidad uso práctico Los físicos han estado pensando en esto durante mucho tiempo. EN mundo moderno La energía de las ondas electromagnéticas se usa tanto que muchos ni siquiera lo notan y lo dan por hecho. Un ejemplo sorprendente- ondas de radio, sin las cuales el funcionamiento de televisores y teléfonos móviles.

El proceso se lleva a cabo de la siguiente manera: un conductor de metal modulado (antena) se transmite constantemente a un conductor de metal de una forma especial.Debido a las propiedades de una corriente eléctrica, surge un campo eléctrico alrededor del conductor, y luego un campo magnético, como resultado de lo cual se emiten ondas electromagnéticas. Como es modulado, llevan un cierto orden, información codificada. Atrapar frecuencias deseadas, se instala una antena receptora de un diseño especial en el destinatario. Le permite seleccionar de la general fondo electromagnético frecuencias deseadas. Una vez en un receptor de metal, las ondas se convierten parcialmente en electricidad modulación original. Luego van a la unidad amplificadora y controlan el funcionamiento del dispositivo (mueven el cono del altavoz, giran los electrodos en las pantallas de TV).

La corriente generada por las ondas electromagnéticas se puede ver fácilmente. Para hacer esto, basta con que el cable residencial desnudo que va desde la antena hasta el receptor toque la masa total (baterías de calentamiento). En este momento, una chispa salta entre la masa y el núcleo; esta es una manifestación de la corriente generada. por la antena. Su valor es mayor, cuanto más cerca y más potente es el transmisor. También la configuración de la antena tiene un efecto significativo.

Otra manifestación de las ondas electromagnéticas que muchas personas encuentran a diario en la vida cotidiana es el uso de horno microondas. Las líneas giratorias de intensidad de campo cruzan el objeto y transfieren parte de su energía, calentándolo.