8.8. Электромагнитные поля и излучения (неионизирующие излучения)

Электромагнитное поле — область распространения электро­магнитных волн. Электромагнитное поле характеризуется частотой излучения f, Гц, или длиной волны X, м.

Электромагнитная волна распространяется в воздухе со скоро­стью света с = 300000 км/с, и связь между длиной и частотой электро­магнитной волны определяется зависимостью А. = с/ f.

232

Рентгеновское излечение/

ВО Гц, 2460

450-1800 Гц|

10^м-

Электромагнитное поле как совокупность переменных электрического и магнитного полей оценивается векторами напряженностей— элек­трической Е, В/м, и магнитной Н, А/м.

Фазы колебания векторов Е и Н происхо­дят во взаимно-перпендикулярных плоскостях.

На рис. 8.14 представлен частотный спектр электромагнитных волн [2].

Энергия ЭМП определяется плотностью по­тока энергии ППЭ = ЕН, Вт/м², которая показы­вает, какое количество электромагнитной энергии передается за 1 с сквозь площадь в 1 м², перпен­дикулярную к направлению движения волны.

Переменное магнитное поле частотой 50 Гц (СанПиН 2.2.4.11—25—2003) и постоянное маг­нитное поле (СН 9—85 РБ 98) характеризуются следующими параметрами: магнитной индук­цией В, Тл (тесла); потоком магнитной индук­ции — Ф, Вб (вебер); напряженностью — Н, А/м (ампер на метр).

Магнитная индукция В, Тл— величина, численно равная силе, с которой магнитное поле действует на проводник длиной в 1 м с проте­кающим по нему током в 1 А и определяется:

1 6-110 кГц 50-160 Гц

50 Гц——

Статическое электричество

Рис. 8.14. Шкала

Электромагнитных волн

где F— сила, действующая на проводник с то­ком, А; /— сила тока в проводнике, А; I — дли­на проводника, м.

Поток магнитной индукции Ф, Вб — фи­зическая величина, характеризующая количест­во магнитной индукции, воздействующее на единицу площади поверхности: Ф = SB cos a,

где S — площадь поверхности тела, м²; а — угол между направлением действия магнитной индук­ции и нормалью к поверхности.

Напряженность Н, А/м — физическая ве­личина, характеризующая магнитное поле и оп­ределяемая:

где ц_а — абсолютная магнитная проницаемость.

233 Величина абсолютной магнитной проницаемости определяется:

где ц₀ — магнитная постоянная, Гн/м; ц — магнитная проницаемость среды. Магнитная постоянная ц₀ = 4я -10~⁷ Гн/м.

8.8.1. Классификация электромагнитных полей

Электромагнитные поля классифицируются по частотным диа­пазонам или длине волны. Классификация волн, определяемая дли­ной (или частотой) волны, представлена в табл. 8.7.

Таблица 8.7 Классификация электромагнитных волн

Название волны и излучения	Длина волны, м	Частота излучения, Гц
Радиочастотные
Сверхдлинные (СДВ)	Более 10000	Менее 30 • 103 (менее 30 кГц)
Длинные (ДВ)	10000...1000	30 • 1О3...ЗОО • 103 (30...300 кГц)
Средние(СВ)	1000... 100	300 • 103... 3000 103 (300...3000 кГц)
Короткие (KB)	100...10	3 • 106...30 • 1О6(З...ЗО МГц)
Ультракороткие (УКВ): метровые дециметровые сантиметровые миллиметровые	10...1 1...10-Ч10...1дм) 1(Н... 10-2(10... 1см) 10-2...10-3(10...1мм)	30 • 106...300 • 106 (30...300 МГц) 300 • ^...ЗООО • 10s (300...3000 МГц) 3 • 109... 300 • 109 (3...30 ГГц) 30 ■ 1О9...ЗОО • 109 (30...300 ГГц)
Субмиллиметровые	Ю-3...0,4 • 1(Н (1...0,4 мм)	300 • 109...750 • 109 (300... 750 ГГц)
Оптические
Инфракрасные (тепловое излучение)	0,4 • 1(К..0,76 КН (0,4 10-3...0,76мкм)	0,75 • 1012...395 • 1012 (0,75...395 ТГц)
Световые волны	0,76 10-6...0,4 10-6 (0,76...0,4 мкм)	395 • 1О12...75О • 1012 (395...750ТГц)
Ультрафиолетовые лучи	0,4 10-6...2 10-10 (0,4 мкм...20 А )	750 ■ 10к...1,5 • 10" (750...1.5 • 105 ТГц)
Ионизирующие*
Рентгеновские	2 • 10-10...0,06 ■ 10-10 (20... 0,06 А)	1,5 • 1017...5 ■ 1019 (1,5 Ю^-.бЮ7 ТГц)
Гамма-лучи	Менее 0,06 • КН0 (менее 0,06 А)	Более 5 • 1019 (более 5 • 107 ТГц)
* Ионизирующие электромагнитные волны рассмотрены в параграфе «Иони­зирующие излучения».

234

Видимый свет (световые волны), инфракрасное (тепловое) и ультрафиолетовое излучение — это также электромагнитная волна. Эти виды коротковолнового излучения оказывают на человека спе­цифическое воздействие.

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 электромагнитного излучения (ЭМИ) является лазерное излучение, 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 и магнитные поля (МП).