O que é uma onda eletromagnética e como ela é formada. Influência das ondas eletromagnéticas na saúde humana. Como a densidade de energia de um campo eletromagnético depende da força do campo elétrico

), que descreve o campo eletromagnético, mostrou teoricamente que um campo eletromagnético no vácuo pode existir mesmo na ausência de fontes - cargas e correntes. Um campo sem fontes tem a forma de ondas que se propagam a uma velocidade finita, que no vácuo é igual à velocidade da luz: com= 299792458±1,2 m/s. Correspondência de velocidade de propagação ondas eletromagnéticas no vácuo com a velocidade da luz previamente medida permitiu a Maxwell concluir que a luz é uma onda eletromagnética. Esta conclusão mais tarde formou a base da teoria eletromagnética da luz.

Em 1888, a teoria das ondas eletromagnéticas recebeu confirmação experimental nas experiências de G. Hertz. Usando a fonte alta voltagem e vibradores (ver vibrador Hertz), Hertz foi capaz de realizar experimentos sutis para determinar a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética e seu comprimento. Foi confirmado experimentalmente que a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética é igual à velocidade da luz, o que provou a natureza eletromagnética da luz.

As ondas eletromagnéticas são o resultado de anos de debate e milhares de experimentos. Prova da presença de forças de origem natural que podem transformar a sociedade atual. Esta é a aceitação real de uma verdade simples - sabemos muito pouco sobre o mundo em que vivemos.

A física é a rainha entre as ciências naturais, capaz de responder questões sobre a origem não só da vida, mas do próprio mundo. Dá aos cientistas a capacidade de estudar os campos elétricos e magnéticos, cuja interação gera EMW (ondas eletromagnéticas).

O que é uma onda eletromagnética

Não faz muito tempo, o filme “Guerra das Correntes” (2018) foi lançado nas telas do nosso país, onde, com um toque de ficção, conta sobre a disputa entre os dois grandes cientistas Edison e Tesla. Um tentou provar um benefício de corrente direta, o outro - da variável. Esta longa batalha terminou apenas no sétimo ano do século XXI.

No início da “batalha”, outro cientista, trabalhando na teoria da relatividade, descreveu a eletricidade e o magnetismo como fenômenos semelhantes.

No trigésimo ano do século XIX, o físico inglês Faraday descobriu o fenômeno Indução eletromagnética e introduziu o termo da unidade dos campos elétrico e magnético. Ele também afirmou que o movimento neste campo é limitado pela velocidade da luz.

Um pouco mais tarde, a teoria do cientista inglês Maxwell dizia que a eletricidade causa um efeito magnético e o magnetismo causa o aparecimento campo elétrico. Como esses dois campos se movem no espaço e no tempo, eles formam perturbações - isto é, ondas eletromagnéticas.

Simplificando, uma onda eletromagnética é uma perturbação espacial campo eletromagnetico.

Experimentalmente, a existência de EMW foi comprovada pelo cientista alemão Hertz.

Ondas eletromagnéticas, suas propriedades e características

As ondas eletromagnéticas são caracterizadas pelos seguintes fatores:

• comprimento (alcance amplo o suficiente);
• frequência;
• intensidade (ou amplitude de oscilação);
• a quantidade de energia.

A principal propriedade de toda radiação eletromagnética é o comprimento de onda (no vácuo), que geralmente é especificado em nanômetros para o espectro de luz visível.

Cada nanômetro representa um milésimo de um micrômetro e é medido pela distância entre dois picos consecutivos (vértices).

A frequência de emissão de onda correspondente é o número de oscilações senoidais e proporcionalidade inversa Comprimento de onda.

A frequência é geralmente medida em Hertz. Assim, comprimentos de onda mais longos correspondem a uma frequência de radiação mais baixa, e comprimentos de onda mais curtos correspondem a uma frequência de radiação mais alta.

As principais propriedades das ondas:

• refração;
• reflexão;
• absorção;
• interferência.

velocidade da onda eletromagnética

A velocidade real de propagação de uma onda eletromagnética depende do material que o meio possui, sua densidade óptica e a presença de um fator como a pressão.

Além do mais, vários materiais têm densidade diferente de "empacotamento" de átomos, quanto mais próximos estiverem localizados, menor a distância e maior a velocidade. Como resultado, a velocidade de uma onda eletromagnética depende do material através do qual ela viaja.

Experimentos semelhantes são realizados no colisor de hádrons, onde o principal instrumento de influência é uma partícula carregada. Estudo de fenômenos eletromagnéticos ocorre lá no nível quântico, quando a luz é decomposta em minúsculas partículas - fótons. Mas a física quânticaé uma questão separada.

De acordo com a teoria da relatividade, a maior velocidade de propagação das ondas não pode exceder a velocidade da luz. A finitude do limite de velocidade em seus escritos foi descrita por Maxwell, explicando isso pela presença de um novo campo - o éter. A ciência oficial moderna ainda não estudou tal relação.

Radiação eletromagnética e seus tipos

A radiação eletromagnética consiste em ondas eletromagnéticas, que são observadas como flutuações em campos elétricos e magnéticos, propagando-se à velocidade da luz (300 km por segundo no vácuo).

Quando a radiação EM interage com a matéria, seu comportamento muda qualitativamente à medida que a frequência muda. Por que é convertido para:

1. Emissão de rádio. Nas frequências de rádio e de micro-ondas, a radiação em interage com a matéria principalmente na forma de um conjunto comum de cargas que são distribuídas sobre um grande númeroátomos afetados.
2. Radiação infra-vermelha. Ao contrário da radiação de rádio e micro-ondas de baixa frequência, um emissor infravermelho geralmente interage com dipolos presentes em moléculas individuais, que mudam nas extremidades à medida que vibram. ligação química no nível atômico.
3. Emissão de luz visível.À medida que a frequência aumenta na faixa visível, os fótons têm energia suficiente para alterar a estrutura ligada de algumas moléculas individuais.
4. Radiação ultravioleta. A frequência está aumentando. Agora há energia suficiente nos fótons ultravioleta (mais de três volts) para atuar duplamente nas ligações das moléculas, reorganizando-as quimicamente constantemente.
5. Radiação ionizante. Nas frequências mais altas e no menor comprimento de onda. A absorção desses raios pela matéria afeta todo o espectro gama. O efeito mais famoso é a radiação.

Qual é a origem das ondas eletromagnéticas

O mundo, segundo a jovem teoria da origem de tudo, surgiu graças a um impulso. Ele liberou uma energia colossal, que foi chamada de grande explosão. Foi assim que a primeira onda em apareceu na história do universo.

Atualmente, as fontes de formação de distúrbios incluem:

• emv emite um vibrador artificial;
• o resultado da vibração de grupos atômicos ou partes de moléculas;
• se houver impacto na casca externa da substância (no nível atômico-molecular);
• efeito semelhante à luz;
• durante o decaimento nuclear;
• consequência da desaceleração do elétron.

Escala e aplicação de radiação eletromagnética

Escala de radiação significa uma ampla faixa de frequência de onda de 3·10 6 ÷10 -2 a 10 -9 ÷ 10 -14 .

Cada parte do espectro eletromagnético tem uma ampla gama de aplicações em nossas vidas diárias:

1. Ondas de pequeno comprimento (microondas). Essas ondas elétricas são usadas como sinal de satélite porque são capazes de contornar a atmosfera da Terra. Além disso, uma versão ligeiramente aprimorada é usada para aquecer e cozinhar na cozinha - este é um forno de microondas. O princípio do cozimento é simples - sob a influência da radiação de micro-ondas, as moléculas de água são absorvidas e aceleradas, o que faz com que o prato aqueça.
2. Perturbações longas são usadas em tecnologias de rádio (ondas de rádio). A sua frequência não permite a passagem de nuvens e atmosfera, graças ao qual o rádio FM e a televisão estão disponíveis para nós.
3. A perturbação infravermelha está diretamente relacionada ao calor. É quase impossível vê-lo. Tente perceber sem equipamento especial um feixe do controle remoto da sua TV, centro de música ou rádio no carro. Dispositivos capazes de ler tais ondas são usados ​​nos exércitos dos países (dispositivo de visão noturna). Também em fogões de indução nas cozinhas.
4. O ultravioleta também está relacionado ao calor. O "gerador" natural mais poderoso de tal radiação é o sol. É por causa da ação da radiação ultravioleta que um bronzeado se forma na pele de uma pessoa. Na medicina, esse tipo de onda é usado para desinfetar instrumentos, matando germes e.
5. Os raios gama são o tipo mais poderoso de radiação em que uma perturbação de ondas curtas é concentrada com alta frequência. A energia contida nesta parte do espectro eletromagnético confere aos raios um maior poder de penetração. Aplicável em física nuclear- pacífico arma nuclear- uso de combate.

A influência das ondas eletromagnéticas na saúde humana

Medir o impacto do emv em humanos é responsabilidade dos cientistas. Mas você não precisa ser um especialista para avaliar a intensidade da radiação ionizante - ela provoca mudanças no nível do DNA humano, o que acarreta doenças tão graves como a oncologia.

Não é à toa que o impacto negativo do desastre de Chernobyl é considerado um dos mais perigosos para a natureza. Vários quilômetros quadrados do outrora belo território tornaram-se uma zona de completa exclusão. Até o final do século, uma explosão na usina nuclear de Chernobyl é perigosa até que a meia-vida dos radionuclídeos termine.

Alguns tipos de emv (rádio, infravermelho, ultravioleta) não causam muito dano a uma pessoa e são apenas desconforto. Afinal, o campo magnético da Terra praticamente não é sentido por nós, mas o emv de um celular pode causar dor de cabeça(impacto no sistema nervoso).

Para proteger sua saúde do eletromagnetismo, você deve simplesmente tomar precauções razoáveis. Em vez de centenas de horas jogo de computador sair para uma caminhada.

O progresso tecnológico tem lado reverso. Uso global vários equipamentos, alimentado por eletricidade, tornou-se a causa da poluição, que recebeu o nome - ruído eletromagnético. Neste artigo, consideraremos a natureza desse fenômeno, o grau de seu impacto no corpo humano e as medidas de proteção.

O que é e fontes de radiação

Radiação eletromagnética são ondas eletromagnéticas que ocorrem quando um campo magnético ou elétrico é perturbado. física moderna interpreta este processo no âmbito da teoria da dualidade onda-partícula. Ou seja, a porção mínima da radiação eletromagnética é um quantum, mas ao mesmo tempo possui propriedades de frequência-onda que determinam suas principais características.

O espectro de frequência da radiação do campo eletromagnético permite classificá-la nos seguintes tipos:

• radiofrequência (incluindo ondas de rádio);
• térmica (infravermelho);
• óptico (isto é, visível a olho nu);
• radiação no espectro ultravioleta e dura (ionizada).

Uma ilustração detalhada da faixa espectral (escala de emissão eletromagnética) pode ser vista na figura abaixo.

Natureza das fontes de radiação

Dependendo da origem, as fontes de radiação de ondas eletromagnéticas na prática mundial são geralmente classificadas em dois tipos, a saber:

• perturbações do campo eletromagnético de origem artificial;
• radiação de fontes naturais.

Radiações provenientes do campo magnético ao redor da Terra, processos elétricos na atmosfera do nosso planeta, fusão nuclear nas entranhas do sol - são todos de origem natural.

Quanto às fontes artificiais, elas efeito colateral causados ​​pela operação de vários mecanismos e dispositivos elétricos.

A radiação que emana deles pode ser de baixo nível e alto nível. O grau de intensidade da radiação do campo eletromagnético depende completamente dos níveis de potência das fontes.

Exemplos de fontes de alta EMP incluem:

• As linhas de energia são geralmente de alta tensão;
• todos os tipos de transporte elétrico, bem como a infraestrutura que o acompanha;
• torres de televisão e rádio, bem como estações de comunicações móveis e móveis;
• plantas de conversão de tensão rede elétrica(em particular, ondas provenientes de um transformador ou subestação de distribuição);
• elevadores e outros tipos de equipamentos de elevação onde é utilizada uma central electromecânica.

As fontes típicas que emitem radiação de baixo nível incluem os seguintes equipamentos elétricos:

• quase todos os dispositivos com display CRT (por exemplo: um terminal de pagamento ou um computador);
• Vários tipos electrodomésticos, desde ferros até sistemas climáticos;
• sistemas de engenharia que fornecem eletricidade a vários objetos (significa não apenas um cabo de alimentação, mas equipamentos relacionados, como tomadas e medidores de eletricidade).

Separadamente, vale destacar equipamento especial usado na medicina, que emite radiação dura (máquinas de raios X, ressonância magnética, etc.).

Impacto em uma pessoa

No decorrer de numerosos estudos, os radiobiólogos chegaram a uma conclusão decepcionante - a radiação prolongada de ondas eletromagnéticas pode causar uma "explosão" de doenças, ou seja, causa o rápido desenvolvimento de processos patológicos no corpo humano. Além disso, muitos deles introduzem violações no nível genético.

Vídeo: Como isso afeta radiação eletromagnética nas pessoas.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Isso se deve ao fato de que o campo eletromagnético alto nível atividade biológica, que afeta negativamente os organismos vivos. O fator de influência depende dos seguintes componentes:

• a natureza da radiação produzida;
• quanto tempo e com que intensidade continua.

O impacto na saúde humana da radiação, que tem natureza eletromagnética, depende diretamente da localização. Pode ser local e geral. Neste último caso, ocorre irradiação em larga escala, por exemplo, radiação produzida por linhas de energia.

Assim, a irradiação local refere-se ao impacto em certas partes do corpo. Saindo de relógio eletrônico ou ondas eletromagnéticas de telefones celulares, um excelente exemplo de impacto local.

Separadamente, é necessário observar o efeito térmico da radiação eletromagnética de alta frequência na matéria viva. A energia do campo é convertida em energia térmica(devido à vibração das moléculas), esse efeito é baseado no trabalho de emissores de micro-ondas industriais usados ​​para aquecimento várias substâncias. Ao contrário dos benefícios processos de produção, os efeitos térmicos no corpo humano podem ser prejudiciais. Do ponto de vista da radiobiologia, não é recomendado estar perto de equipamentos elétricos "quentes".

Deve-se levar em conta que na vida cotidiana estamos regularmente expostos à radiação, e isso acontece não apenas no trabalho, mas também em casa ou ao se deslocar pela cidade. Com o tempo, o efeito biológico se acumula e se intensifica. Com o crescimento do ruído eletromagnético, o número de doenças características do cérebro ou sistema nervoso. Observe que a radiobiologia é uma ciência bastante jovem, portanto, os danos causados ​​aos organismos vivos pela radiação eletromagnética não foram completamente estudados.

A figura mostra o nível de ondas eletromagnéticas produzidas por eletrodomésticos convencionais.

Observe que o nível de intensidade do campo diminui significativamente com a distância. Ou seja, para reduzir seu efeito, basta se afastar da fonte a uma certa distância.

A fórmula para calcular a norma (racionamento) da radiação do campo eletromagnético é indicada nos GOSTs e SanPiNs relevantes.

Proteção contra Radiação

Na produção, as telas absorventes (protetoras) são usadas ativamente como meio de proteção contra a radiação. Infelizmente, não é possível se proteger da radiação do campo eletromagnético usando esse equipamento em casa, pois ele não foi projetado para isso.

• para reduzir o impacto da radiação do campo eletromagnético a quase zero, você deve se afastar de linhas de energia, torres de rádio e televisão a uma distância de pelo menos 25 metros (você deve levar em consideração a potência da fonte);
• para um monitor CRT e uma TV, essa distância é muito menor - cerca de 30 cm;
• relógio eletrônico não deve ser colocado perto do travesseiro, distância ideal para eles mais de 5 cm;
• quanto ao rádio e celulares, aproximá-los a menos de 2,5 centímetros não é recomendado.

Observe que muitas pessoas sabem como é perigoso ficar ao lado de linhas de alta tensão linhas de energia, mas, ao mesmo tempo, a maioria das pessoas não dá importância aos eletrodomésticos comuns. Embora seja o suficiente para colocar Unidade de sistema no chão ou se afaste, e você protegerá a si mesmo e seus entes queridos. Aconselhamos que você faça isso e, em seguida, meça o fundo do computador usando um detector de radiação de campo eletromagnético para verificar visualmente sua redução.

Essa dica vale também para a colocação da geladeira, muitos a colocam perto mesa da cozinha, prático, mas inseguro.

Nenhuma tabela poderá especificar a exata distância segura de equipamentos elétricos específicos, pois a radiação pode variar, dependendo do modelo do dispositivo e do país de fabricação. No momento, não existe um padrão internacional único, portanto, em países diferentes padrões podem diferir significativamente.

Você pode determinar com precisão a intensidade da radiação usando dispositivo especial- Fluxômetro. De acordo com os padrões adotados na Rússia, a dose máxima permitida não deve exceder 0,2 μT. Recomendamos medir no apartamento usando o dispositivo mencionado acima para medir o grau de radiação do campo eletromagnético.

Tente reduzir o tempo em que você está exposto à radiação, ou seja, não fique muito tempo perto de aparelhos elétricos em funcionamento. Por exemplo, não é necessário ficar constantemente no fogão elétrico ou no forno de microondas enquanto cozinha. Em relação aos equipamentos elétricos, percebe-se que nem sempre quente significa seguro.

Sempre desligue os aparelhos elétricos quando não estiverem em uso. As pessoas costumam deixá-lo ligado vários dispositivos, sem levar em conta que neste momento a radiação eletromagnética é emitida pela engenharia elétrica. Desligue seu laptop, impressora ou outro equipamento, não é necessário se expor à radiação mais uma vez, lembre-se de sua segurança.

M. Faraday introduziu o conceito de campo:

um campo eletrostático em torno de uma carga em repouso

em torno de cargas em movimento (corrente) existe um campo magnético.

Em 1830, M. Faraday descobriu o fenômeno da indução eletromagnética: quando o campo magnético muda, surge um campo elétrico de vórtice.

Figura 2.7 - Campo elétrico de vórtice

Onde,
- vetor de intensidade do campo elétrico,
- vetor de indução magnética.

Um campo magnético alternado cria um campo elétrico de vórtice.

Em 1862 D. K. Maxwell apresentou uma hipótese: quando o campo elétrico muda, surge um campo magnético de vórtice.

Surgiu a ideia de um único campo eletromagnético.

Figura 2.8 - Campo eletromagnético unificado.

O campo elétrico alternado cria um campo magnético de vórtice.

Campo eletromagnetico- esta é uma forma especial de matéria - uma combinação de campos elétricos e magnéticos. Campos elétricos e magnéticos variáveis ​​existem simultaneamente e formam um único campo eletromagnético. É Matéria:

Ele se manifesta em ação em cargas em repouso e em movimento;

Ele se espalha a uma velocidade alta, mas finita;

Ela existe independentemente de nossa vontade e desejos.

A uma taxa de carga de zero, existe apenas um campo elétrico. A uma taxa de carga constante, um campo eletromagnético é gerado.

Com o movimento acelerado da carga, é emitida uma onda eletromagnética, que se propaga no espaço com velocidade finita. .

O desenvolvimento da ideia de ondas eletromagnéticas pertence a Maxwell, mas Faraday já sabia de sua existência, embora tivesse medo de publicar o trabalho (foi lido mais de 100 anos após sua morte).

A principal condição para o surgimento de uma onda eletromagnética é o movimento acelerado de cargas elétricas.

O que é uma onda eletromagnética, é fácil imaginar o seguinte exemplo. Se você jogar uma pedra na superfície da água, ondas divergentes em círculos serão formadas na superfície. Eles se movem da fonte de sua ocorrência (perturbação) com uma certa velocidade de propagação. Para ondas eletromagnéticas, distúrbios são campos elétricos e magnéticos que se movem no espaço. Um campo eletromagnético variável no tempo necessariamente causa um campo magnético alternado e vice-versa. Esses campos estão interligados.

A principal fonte do espectro de ondas eletromagnéticas é a estrela Sol. Parte do espectro de ondas eletromagnéticas vê o olho humano. Este espectro está dentro de 380...780 nm (Fig. 2.1). No espectro visível, o olho percebe a luz de forma diferente. As oscilações eletromagnéticas com diferentes comprimentos de onda causam a sensação de luz com cores diferentes.

Figura 2.9 - Espectro de ondas eletromagnéticas

Parte do espectro de ondas eletromagnéticas é usada para fins de transmissão e comunicação de rádio e televisão. A fonte das ondas eletromagnéticas é um fio (antena) no qual ocorre a oscilação cargas eletricas. O processo de formação dos campos, que começou próximo ao fio, gradativamente, ponto a ponto, captura todo o espaço. Quanto maior a frequência corrente alternada passando pelo fio e gerando um campo elétrico ou magnético, mais intensas as ondas de rádio de um determinado comprimento criadas pelo fio.

Rádio(lat. rádio - emite, emite raios ← raio - feixe) - um tipo de comunicação sem fio em que as ondas de rádio que se propagam livremente no espaço são usadas como portadora de sinal.

ondas de rádio(de rádio...), ondas eletromagnéticas com comprimento de onda > 500 µm (frequência< 6×10 12 Гц).

As ondas de rádio são campos elétricos e magnéticos que mudam com o tempo. A velocidade de propagação das ondas de rádio no espaço livre é de 300.000 km/s. Com base nisso, você pode determinar o comprimento da onda de rádio (m).

λ=300/f, onde f - frequência (MHz)

As vibrações sonoras do ar criadas durante uma conversa telefônica são convertidas por um microfone em vibrações elétricas de frequência sonora, que são transmitidas por fios até o equipamento do assinante. Ali, do outro lado da linha, com a ajuda do emissor do telefone, eles são convertidos em vibrações do ar percebidas pelo assinante como sons. Na telefonia, os meios de comunicação são os fios; na radiodifusão, as ondas de rádio.

O "coração" do transmissor de qualquer estação de rádio é um gerador - um dispositivo que gera oscilações de frequência alta, mas estritamente constante para uma determinada estação de rádio. Essas oscilações de radiofrequência, amplificadas para a potência necessária, entram na antena e excitam no espaço circundante oscilações eletromagnéticas exatamente da mesma frequência - ondas de rádio. A velocidade de remoção das ondas de rádio da antena da estação de rádio é igual à velocidade da luz: 300.000 km/s, o que é quase um milhão de vezes mais rápido que a propagação do som no ar. Isso significa que, se um transmissor fosse ligado em um determinado momento na estação de transmissão de Moscou, suas ondas de rádio atingiriam Vladivostok em menos de 1/30 s, e o som durante esse tempo teria tempo de se propagar apenas 10- 11m.

As ondas de rádio se propagam não apenas no ar, mas também onde não há, por exemplo, no espaço sideral. Nisto diferem de ondas sonoras, para o qual o ar ou algum outro meio denso, como a água, é absolutamente necessário.

onda eletromagnética é um campo eletromagnético se propagando no espaço (oscilações de vetores
). Perto da carga, os campos elétrico e magnético mudam com uma mudança de fase p/2.

Figura 2.10 - Campo eletromagnético unificado.

A uma grande distância da carga, os campos elétrico e magnético mudam de fase.

Figura 2.11 - Mudança de fase em campos elétricos e magnéticos.

A onda eletromagnética é transversal. A direção da velocidade da onda eletromagnética coincide com a direção do movimento do parafuso direito ao girar a alça do verruma do vetor para o vetor .

Figura 2.12 - Onda eletromagnética.

Além disso, em uma onda eletromagnética, a relação
, onde c é a velocidade da luz no vácuo.

Maxwell teoricamente calculou a energia e a velocidade das ondas eletromagnéticas.

Por isso, a energia das ondas é diretamente proporcional à quarta potência da frequência. Isso significa que para fixar mais facilmente a onda, é necessário que ela seja de alta frequência.

As ondas eletromagnéticas foram descobertas por G. Hertz (1887).

Um circuito oscilatório fechado não irradia ondas eletromagnéticas: toda a energia do campo elétrico do capacitor é convertida na energia do campo magnético da bobina. A frequência de oscilação é determinada pelos parâmetros do circuito oscilatório:
.

Figura 2.13 - Circuito oscilatório.

Para aumentar a frequência, é necessário diminuir L e C, ou seja, vire a bobina para um fio reto e, como
, reduza a área das placas e espalhe-as para distância máxima. Isso mostra que obtemos, em essência, um condutor reto.

Tal dispositivo é chamado de vibrador Hertz. O meio é cortado e conectado a um transformador de alta frequência. Entre as extremidades dos fios, nos quais são fixados pequenos condutores esféricos, salta uma faísca elétrica, que é a fonte da onda eletromagnética. A onda se propaga de tal forma que o vetor de intensidade do campo elétrico oscila no plano em que o condutor está localizado.

Figura 2.14 - Vibrador Hertz.

Se o mesmo condutor (antena) for colocado paralelamente ao emissor, as cargas nele oscilarão e faíscas fracas saltarão entre os condutores.

Hertz descobriu as ondas eletromagnéticas em um experimento e mediu sua velocidade, que coincidiu com a calculada por Maxwell e igual a c=3. 10 8 m/s.

Um campo elétrico alternado gera um campo magnético alternado, que, por sua vez, gera um campo elétrico alternado, ou seja, uma antena que excita um dos campos provoca o aparecimento de um único campo eletromagnético. A propriedade mais importante deste campo é que ele se propaga na forma de ondas eletromagnéticas.

A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas em um meio sem perdas depende da permeabilidade relativamente dielétrica e magnética do meio. Para o ar, a permeabilidade magnética do meio é igual a um, portanto, a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas neste caso é igual à velocidade da luz.

A antena pode ser um fio vertical alimentado por um gerador de alta frequência. O gerador gasta energia para acelerar o movimento dos elétrons livres no condutor, e essa energia é convertida em um campo eletromagnético alternado, ou seja, ondas eletromagnéticas. Quanto maior a frequência da corrente do gerador, mais rápido o campo eletromagnético muda e mais intensa a cura da onda.

As antenas são conectadas ao fio como um campo elétrico, linhas de força que começa em cargas positivas e termina em cargas negativas, e o campo magnético, cujas linhas se fecham em torno da corrente do fio. Quanto menor o período de oscilação, menos tempo resta para a energia dos campos ligados retornar ao fio (ou seja, ao gerador) e mais ela passa para os campos livres, que se propagam ainda mais na forma de ondas eletromagnéticas. A radiação efetiva de ondas eletromagnéticas ocorre sob a condição de comensurabilidade do comprimento de onda e do comprimento do fio radiante.

Assim, pode-se determinar que onda de rádio- este é um campo eletromagnético não associado ao emissor e aos dispositivos formadores de canal, propagando-se livremente no espaço na forma de uma onda com uma frequência de oscilação de 10 -3 a 10 12 Hz.

As oscilações de elétrons na antena são criadas por uma fonte de EMF que muda periodicamente com um período T. Se em algum momento o campo na antena tiver um valor máximo, ele terá o mesmo valor depois de um tempo T. Durante esse tempo, o campo eletromagnético que existia no momento inicial na antena se moverá para uma distância

λ = υТ (1)

A distância mínima entre dois pontos no espaço onde o campo tem o mesmo valor é chamada Comprimento de onda. Como segue de (1), o comprimento de onda λ depende da velocidade de sua propagação e do período de oscilação dos elétrons na antena. Como frequência atual f = 1 / T, então o comprimento de onda λ = υ / f .

O link de rádio inclui as seguintes partes principais:

Transmissor

Receptor

O meio em que as ondas de rádio se propagam.

O transmissor e o receptor são elementos controláveis ​​do link de rádio, pois é possível aumentar a potência do transmissor, conectar uma antena mais eficiente e aumentar a sensibilidade do receptor. O meio é um elemento não controlado do link de rádio.

A diferença entre uma linha de comunicação de rádio e as linhas com fio é que as linhas com fio usam fios ou cabos como elo de conexão, que são elementos controlados (você pode alterar seus parâmetros elétricos).

Poucas pessoas sabem que a radiação eletromagnética permeia todo o Universo. As ondas eletromagnéticas surgem quando se propagam no espaço. Dependendo da frequência das oscilações das ondas, elas são condicionalmente divididas em luz visível, espectro de radiofrequência, bandas infravermelhas etc. A existência prática de ondas eletromagnéticas foi comprovada empiricamente em 1880 pelo cientista alemão G. Hertz (a propósito, a unidade de frequência recebeu seu nome).

Do curso da física sabe-se o que é tipo especial matéria. Apesar do fato de que apenas uma pequena parte pode ser vista à vista, seu efeito sobre mundo material enorme. As ondas eletromagnéticas são a propagação sucessiva no espaço de vetores de interação de campos magnéticos e elétricos. No entanto, a palavra "espalhar" em este caso não totalmente correto: nós estamos falando, em vez disso, sobre a perturbação ondulatória do espaço. A razão que gera ondas eletromagnéticas é o aparecimento no espaço de um campo elétrico que muda ao longo do tempo. E, como você sabe, existe uma relação direta entre eletricidade e Campos magnéticos. Basta lembrar a regra segundo a qual existe um campo magnético em torno de qualquer condutor com corrente. A partícula, que é afetada por ondas eletromagnéticas, começa a oscilar e, como há movimento, significa que há radiação de energia. Campo elétrico co é transferido para uma partícula vizinha em repouso, como resultado, um campo é gerado novamente natureza elétrica. E como os campos estão interconectados, segue o magnético. O processo se espalha como uma avalanche. Neste caso, não há movimento real, mas há vibrações de partículas.

Sobre a oportunidade uso pratico os físicos vêm pensando nisso há muito tempo. NO mundo moderno A energia das ondas eletromagnéticas é tão amplamente utilizada que muitos nem percebem, tomando-a como certa. Um exemplo marcante- ondas de rádio, sem as quais o funcionamento de televisores e celulares.

O processo ocorre da seguinte forma: um condutor metálico modulado (antena) é constantemente transmitido a um condutor metálico de formato especial. como resultado da emissão de ondas eletromagnéticas. Por serem modulados, eles carregam uma certa ordem, informações codificadas. Pegar frequências desejadas, uma antena receptora de design especial é instalada no destinatário. Ele permite que você selecione a partir da lista geral fundo eletromagnético frequências desejadas. Uma vez em um receptor de metal, as ondas são parcialmente convertidas em eletricidade modulação original. Em seguida, eles vão para a unidade amplificadora e controlam o funcionamento do dispositivo (eles movem o cone do alto-falante, giram os eletrodos nas telas da TV).

A corrente gerada a partir de ondas eletromagnéticas pode ser facilmente vista. Para isso, basta que o cabo residencial desencapado que vai da antena ao receptor toque a massa total (baterias de aquecimento. Neste momento, uma faísca salta entre a massa e o núcleo - esta é uma manifestação da corrente gerada pela antena.Seu valor é tanto maior quanto mais próximo e mais potente for o transmissor.Também a configuração da antena tem um efeito significativo.

Outra manifestação de ondas eletromagnéticas que muitas pessoas encontram diariamente na vida cotidiana é o uso de forno de micro-ondas. As linhas rotativas de força de campo cruzam o objeto e transferem parte de sua energia, aquecendo-o.