Электромагнитные излучения

Если взять малогабаритный радиоприемник с ферритовой антенной, рассчитанный на диапазон длинных или средних волн, какие делали несколько десятилетий назад, включить его и пройтись с ним по дому, то можно удивиться обилию радиопомех, присутствующих в месте обитания человека. Электромагнитные поля – ЭМП – имеются буквально везде, где проходит скрытая электропроводка, где работают бытовые электрические приборы, где функционирует электроника. Действие полей многократно увеличивается при приближении к источнику излучения: компьютеру, модему, телевизору, мобильному телефону, электронным часам и даже калькулятору. Это определяется усилением треска и шума в громкоговорителе. Радиоприемник – всего лишь простейший индикатор электромагнитных волн. Существуют и специальные измерительные приборы, позволяющие узнать интенсивность и частоту электрических и магнитных возмущений, чтобы затем определить степень воздействия их на людей.

На заре цивилизации люди не имели никакого понятия об электрических и магнитных полях. Разве что подвергались влиянию магнитного поля Земли, очень слабому по своей природе, да электрическим грозовым разрядам, которые возникали весьма редко. Поэтому в процессе своего развития в течение тысячелетий, у людей даже не был сформирован чувствительный орган, который мог бы реагировать на эти воздействия, предупреждая о возможной опасности. Но в последнее время, за какую-нибудь пару столетий, все изменилось. Скачок технического прогресса принес в нашу жизнь множество устройств, генерирующих слабые и сильные, статические и динамические,1 низкочастотные и высокочастотные, магнитные, электрические, а также электромагнитные излучения.
Полем называют явление передачи силового воздействия на расстоянии. Физикам известно всего три вида полей: электрическое, магнитное и гравитационное. Последнее в рамках этой статьи рассматриваться не будет, так как лежит за гранью обозначенной темы. Кроме того, следует различать статические (постоянные) и динамические (переменные) поля. Примером использования постоянного магнитного поля могут служить магнитные мебельные защелки. Работа многих электродвигателей, а также трансформаторов основана на применении переменного магнитного поля. С действием статического электричества сталкивался каждый, кто использовал одежду из синтетических тканей. Множество наглядных примеров дают опыты с электрическими зарядами в школьном кабинете физики.

Сила электрического поля характеризуется напряженностью (Е). В качестве единицы измерения используется обозначение В/м (вольт на метр). Для измерения величины напряженности магнитного поля (Н) служит отношение А/м (ампер на метр). Вместо напряженности магнитного поля также практикуется понятие магнитной индукции (В), которую принято измерять в тесла (Тл). Ее удобно применять для переменных полей небольших частот, вплоть до нуля. Между этими единицами измерения справедливо приблизительное соотношение: 1 мкТл = 0,8 А/м или 1 А/м = 1,25 мкТл.

Совокупность магнитного и электрического поля в определенных условиях порождает электромагнитные колебания или волны. Они могут распространяться со скоростью света и существовать в пространстве (эфире) независимо от источника. Даже если убрать или отключить генерирующее устройство, волны будут существовать еще некоторое время, постепенно теряя свою энергию. Физики-теоретики утверждают, что электромагнитные волны – это вариант существования материи в виде поля. ЭМП широко распространены в нашей жизни, они используются как в спутниковом, так и в эфирном телевизионном и радиовещании в виде радиоволн определенного диапазона, а также в системах радиосвязи, телефонии, радиолокации.

Динамика переменного поля характеризуется частотой (F), измеряется в герцах (Гц). Часто используется понятие длины волны, которая приводится в метрах (м). Основное колебание радиоволны или несущая частота может модулироваться другими частотами. При этом возникают комбинационные колебания, ведущие к расширению спектра. Несколько передающих устройств, работающих рядом, например, антенны сотовой связи, подвергаются воздействию взаимной модуляции. Возникающие при этом интермодуляционные искажения также приводят к расширению спектра излучения.

Единица измерения мощности ЭМП – ватт (Вт). Однако на практике электромагнитное излучение разлагают на магнитную и электрическую составляющие, которые измеряют в соответствующих единицах. Для обнаружения электрической компоненты применяют электрические антенны, для магнитной – магнитные. В высокочастотной области спектра радиоволн, выше частот 300 МГц, для измерения интенсивности ЭМП используется понятие плотности потока энергии (ППЭ). Единица измерения – Вт/м2 (ватт на метр квадратный), а также ее варианты: мкВт/см2, мВт/см2, Вт/см2.