1. О природе и основных источниках электромагнитных полей §1. Основные характеристики эмп

Электромагнитное поле как физическое понятие представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между любыми находящимися в движении заряженными частицами. Другими словами, ЭМП возникает там, где присутствует электрический ток. При этом источники переменного тока создают изменяющееся во времени ЭМП, в то время как постоянный ток продуцирует статическое ЭМП.

Электромагнитное поле определяется как электростатическими взаимодействиями, возникающими между заряженными частицами вне зависимости от их подвижности (электрическое поле), так и магнитной составляющей ЭМП, которая определяет взаимодействия между движущимися зарядами и объектами, несущими в себе электрический ток (магнитное поле).

Рис. 1. Картина силовых линий электрического поля для двух покоящихся заряженных частиц	Рис.2. Картина силовых линий магнитного поля для одиночного проводника	Рис.3.Электромагнитная волна

Основной характеристикой электрического поля (рис.1) служит вектор Е напряженности электрического поля [В/м], который зависит от величины разности потенциалов заряженных частиц (напряжения электрического тока) и от расстояния между ними.

Силовой характеристикой магнитного поля (рис.2) служит вектор В магнитной индукции [Тл]. Индукция магнитного поля в вакууме называется напряженностью Н магнитного поля [А/м]. Она зависит от силы тока и также убывает с увеличением расстояния между источниками последнего.

Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся магнитное поле - вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля.

Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей). Однако при ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП «отрывается» от них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитных волн (рис.3), не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают при исчезновении тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны  [м] или частотой колебания f [Гц]:

или (1)

где c = 3·10⁸ м/с – скорость распространения электромагнитных волн, равная скорости света; f - частота колебаний, Гц; T = 1/f – период колебаний [6].

Спектр электромагнитных излучений (ЭМИ) очень широк и охватывает диапазон от крайне низкочастотного радиоволнового до ионизирующих излучений (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика различных типов электромагнитных излучений

Вид ЭМИ	Длина волны (м)	Частота (Гц)	Энергия (эВ)
ЭМП статические и очень низких частот	> 105	0 – 60	> 1,2·10-11
Радиоволны	1 – 105	3·103 – 3·108	1,2·10-11 – 1,2·10-6
Микроволны	1 – 10-3	3·108 – 3·1011	1,2·10-6 – 1,2·10-3
Ультрафиолетовое и инфракрасное	10-3 – 10-9	3·1011 – 3·1017	1,2·10-3 – 1,2·103
Рентгеновское	< 10-9	> 3·1017	> 1,2·103

Как видно из приведенной таблицы, длина электромагнитной волны напрямую связана с частотными характеристиками электрического тока, а также с энергетическим потенциалом ЭМИ, от величины которого во многом зависят непосредственные эффекты ЭМИ (в т. ч. на биологические объекты), что хорошо иллюстрируется на примере рентгеновского излучения.