5. Электромагнитное излучение и его природа. Шкала электромагнитных волн. Параметры волн. Области применения различных частотных диапазонов. Принцип работы микроволновой печи. Грили.

Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей).

Электромагнитное излучение подразделяется на:

радиоволны (начиная со сверхдлинных),

инфракрасное излучение,

видимый свет,

ультрафиолетовое излучение,

рентгеновское излучение

жесткое (гамма-излучение)

Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме электромагнитное излучение распространяется без затуханий на сколь угодно большие расстояния, но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение).

Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн. Естественным источником волн этого диапазона являются грозы.

Микроволно́вое излуче́ние, сверхвысокочасто́тное излуче́ние (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение используется для бесконтактного нагрева тел (как в бытовых, так и в промышленных микроволновых печах для термообработки металлов), основным элементом в которых служит магнетрон, а также для радиолокации.

Магнетрон является самой важной составляющей частью микроволновки. Именно он является источником СВЧ-нагрева в микроволновой печи.

Принцип работы СВЧ -печи заключается в следующем: магнетрон преобразуют электрическую энергию в высокочастотное электрическое поле, заставляющее двигаться молекулы воды, что приводит к разогреванию продукта. Магнетрон, создавая электрическое поле, направляет его по волноводу в рабочую камеру, в которой размещен продукт, содержащий воду (вода является диполем, так как молекула воды состоит из положительных и отрицательных зарядов). Воздействие внешнего электрического поля на продукт приводит к тому, что диполи начинают поляризоваться, т.е. диполи начинают поворачиваться. При повороте диполей возникают силы трения, которые превращаются в тепло. Поскольку поляризация диполей происходит по всему объему продукта, что вызывает его нагрев, этот вид нагрева также называют объемным. СВЧ - нагрев называют еще и микроволновым, имея в виду короткую длину электромагнитных волн.

В зависимости от принципа действия и заложенной технологии работы микроволновые печи делятся на несколько видов: соло, гриль и конвекционные.

Соло – обычные СВЧ печи, работающие по принципу нагрева только продуктов волновым излучением.

Микроволновки гриль имеют встроенный нагревательный элемент, позволяющий использовать печку для работы в режиме закрытой электропечи.

Принцип работы конвекционных микроволновок ясен из названия – в их основу заложена технология конвекционного прогрева воздуха внутри печи.

Микроволновое излучение малой интенсивности используется в средствах связи, преимущественно портативных — рациях, сотовых телефонах

Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, которое также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Инфракрасное излучение испускают возбуждённые атомы или ионы.

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов по Кельвину и светит ярко-белым светом

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам.

Ультрафиолетовое излучение может приводить к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи (меланому) и преждевременное старение. Ультрафиолетовое излучение практически неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки).

Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки

Основной источник ультрафиолетового излучения на Земле — Солнце.

Рентгеновское излучение было открыто Вильгельмом Конрадом Рёнтгеном.

Рентгеновские лучи, возникающие в вакуумной трубке, воздействуют на фотопленку, расположенную вдали от нее.

Рентгеновские исследования не рекомендуется делать более 1 раза в год.

Самое вредное ЭМИ нам выдают:

-Персональные компьютеры: дети могут пользоваться ПК в начальных классах 10 минут в день, в старших классах - 30 минут в первой половине дня и 20 минут - во второй;

женщинам показана работа с ПК не более 6 часов в день с 15-минутными перерывами ежечасно;

беременным женщинам и кормящим матерям, а также детям до 18 лет вообще запрещено работать оператором ПК.

-СВЧ-печи: не рекомендуется находиться на расстоянии ближе чем 1,5 метра от работающей печи;

рекомендуется использование микроволновых печей как можно меньшей мощности.

-Сотовые телефоны: рекомендуется ограничить продолжительность однократного разговора до 3 мин. и максимально увеличить период между разговорами (не менее 15 мин.)

Минздрав РФ рекомендует запретить использование сотовых телефонов детям до 12 лет и беременным женщинам.