МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

____________________________________________

Кафедра «Физика-2»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

по дисциплине

«Физика»

Работы № 23, 88

МОСКВА - 2007

УДК 57:53

П-21

А.В. Пауткина (работы 23, 88). Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Физика» - М.: МИИТ, 2007. - 46 с.

Методические указания к лабораторным работам № 23, 88 соответствуют программе и учебным планам по курсу общей физики и «Физико-химические процессы в техносфере». Работы предназначены для всех специальностей институтов ИУИТ, ИСУТЭ, ИЭФ, ИТТиОП, Вечерний.

© Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2007

Работа 23

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ

Цель работы. Измерения напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля.

Приборы и принадлежности. Цифровой прибор для измерения параметров электросмога (напряжённости электрического поля и индукции магнитого поля) ME 3030B. Измеритель напряжённости электростатического поля ИЭСП-01.

Введение

Экспериментально подтверждено, что электромагнитное излучение (ЭМИ) оказывает заметное воздействие на биологические ткани. Результат воздействия зависит от интенсивности, частоты, продолжительности излучения, модуляции сигнала, сочетания частот сигналов, периодичности воздействия. Комбинация вышеперечисленных параметров может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого биологического объекта. Различают тепловой квантовый и информационный механизм воздействия. Но в целом механизмы воздействия электромагнитных полей на человека и биологические ткани изучены ещё не достаточно хорошо [1-3].

Биологическое действие электромагнитного поля (излучения) наиболее сильно на самые чувствительные системы организма человека: нервную, иммунную, эндокринную и половую. При медицинских исследованиях именно реакции этих систем учитываются в первую очередь при оценке риска или последствий воздействия излучения на человека.

По данным многих исследователей [4-11] воздействие электромагнитного излучения, так же как и ионизирующих излучений, обладает кумулятивным эффектом, т.е. последствия воздействия излучения накапливаются и могут проявиться через несколько лет, когда результаты их воздействия окажутся выше критических. К биологическим последствиям можно отнести регрессивные процессы центральной нервной системы, различные формы рака, опухоли, гормональные заболевания. Изменяется в сторону ухудшения течение инфекционных процессов. Безусловно особую опасность длительные интенсивные электромагнитные излучения представляют для групп повышенного риска: детей, беременных женщин, людей с заболеваниями центральной нервной системы, людей с ослабленным иммунитетом, аллергиков.

Лица, в силу своих профессиональных обязанностей постоянно работающие с электромагнитными излучениями или живущие в зоне повышенного воздействия излучения, часто обладают повышенной раздражительностью, внутренней напряжённостью. Часто наблюдаются нарушения внимания, памяти и сна, повышенная утомляемость. При длительных воздействиях электромагнитного излучения, особенно в области предельно допустимых уровней, можно ожидать проявлений разных психических расстройств.

В специальной литературе отмечаются и так называемые резонансные эффекты, эффекты модуляции (встречаются сообщения о неадекватных реакциях людей на модулированные электромагнитные излучения). Поэтому говорят об информационном характере воздействия электромагнитного излучения [9, 10].

Интерес для исследователей представляют и комбинированные эффекты: изменение биопроцессов под влиянием ряда физических и химических факторов. При этом отмечается, что сильное воздействие возможно и при слабых интенсивностях электромагнитного излучения.

Опасность представляют для всех биологических объектов и искусственные электромагнитные излучения. Современный человек, проживающий в крупных населённых пунктах, круглые сутки подвергается воздействию ЭМИ. Исследования проводятся учёными многих стран и результатом стало решение Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) отнести этот вопрос к наиболее актуальным и первоочередным. Во многих странах определены национальные нормы безопасности для ЭМИ.

Основные источники эми

К основным источникам ЭМИ можно отнести:

электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда);

линии электропередач (городского освещения, высоковольтные линии электропередач);

электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации);

бытовые электроприборы;

теле- и радиостанции (транслирующие антенны);

спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны);

радары;

персональные компьютеры и др.

Электромагнитные волны

Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) – это распространяющиеся в пространстве колебания переменных электрического и магнитного полей, взаимно обуславливающих появление и существование друг друга.

Уравнение плоской электромагнитной волны:

Уравнение сферической электромагнитной волны:

,

где и - напряжённости электрического и магнитного полей в волне; и - амплитуды напряжённостей электрического и магнитного полей; -фаза колебаний; - циклическая частота колебаний; - текущий момент времени; - волновое число; - расстояние от источника до наблюдателя; - длина волны; - начальная фаза колебаний.

Интенсивность излучения прямо пропорциональна квадрату амплитуды: для плоской волны ~ или для сферической волны ~ .

Шкала электромагнитных волн

Видимый диапазон: от 380 нм до 780 нм.

Таблица 1. Основные характеристики электромагнитного излучения

№	Название характеристики	Обозначение	Единицы измерения в СИ
1	Напряжённость электрического поля
2	Индукция электрического поля
3	Напряжённость магнитного поля
4	Индукция магнитного поля		Тл
5	Циклическая частота колебания
6	Фаза колебаний		рад
7	Текущий момент времени		с
8	Начальная фаза		рад
9	Период		с
10	Длина волны		м
11	Энергия электрического поля		Дж
12	Энергия магнитного поля		Дж
13	Объёмная плотность энергии электрического поля
14	Объёмная плотность энергии магнитного поля
15	Объёмная плотность энергии электромагнитного поля
16	Интенсивность волны
17	Расстояние от источника		м

Более подробно об электромагнитном излучении можно прочитать в курсе общей физики [1, 2].