Тема 4. Емісійні характеристики вдт (4 години).

План лекції

1. Електромагнітні випромінювання.

2. Іонізуючі випромінювання.

3. Статична електрика.

4. Іонізація повітря.

Мета лекції − ознайомитися зі специфічними шкідливими факторами виробничого середовища, які супроводжують роботу користувачів ЕОМ: джерелами їх виникнення, параметрами, що характеризують дію на організм людини, підходами при нормуванні, засобами підтримки параметрів на рівні допустимих значень.

Емісія − «випуск».

І. Електромагнітні випромінювання(емв).

1. Спектр емв.

З курсу фізики відомо, що навколо кожного електричного заряду існує електричне поле, а кожний електричний заряд, що рухається, створює в навколишньому просторі магнітне поле. Отже, навколо будь-якого об'єкта, яким протікає постійний чи змінний струм, так само як і навколо будь-якого магніту, що рухається, існує електромагнітне поле (ЕМП). Інакше кажучи, рух поля одного виду завжди супроводжується появою поля іншого виду: електричне поле, що рухається, створює магнітне, а магнітне поле, що рухається, створює електричне поле.

Можна вважати, що в електроустановках електричне поле виникає при наявності напруги на струмоведучих частинах, а магнітне – при проходженні струму в проводах.

Простір, що оточує людину, заповнений різними електромагнітними полями, джерела яких, залежно від їх походження, можна розділити на дві групи: природні та штучні.

До природних джерел відносять: електромагнітне поле Землі, яке в тому числі включає геопатогенні зони; космічні джерела (сонячні спалахи, магнітні бурі, випромінювання зірок тощо); процеси, які відбуваються в атмосфері Землі (блискавки, зміни в іоносфері). Напруженість природного електричного поля Землі дорівнює 140 В/м, а магнітного − близько 400 мГс (міліГаус). Для порівняння в зоні монітора − 1-10 В/м та 0,1-10 мГс.

До штучних джерел належать пристрої, які спеціально створені для випромінювання електромагнітної енергії (радіо і телевізійні станції, радіолокаційні установки, системи радіозв'язку, фізіотерапевтичні прилади та ін.), а також пристрої, що безпосередньо не призначені для випромінювання електромагнітної енергії в простір (лінії електропередач і трансформаторні підстанції, побутова і промислова техніка, оргтехніка тощо).

Таким чином, спектр частот електромагнітних полів, що оточують людину, охоплює діапазон від 50 Гц (і менше) до 310²⁶ Гц.

При поширенні ЕМП у вакуумі або в повітрі частота f (Гц) та довжина хвилі λ (м) зв'язані між собою співвідношенням :

, (1)

де с – швидкість світла, що дорівнює 310⁸ м/с,

Донедавна небезпечними джерелами промислових ЕМП вважалися, в основному, випромінювачі радіочастотного діапазону (310⁴ – 310¹¹ Гц) і особливо надвисоких частот (310⁸ – 310¹¹ Гц). Серед них називали потужні установки високочастотного нагрівання, що застосовуються для плавки і кування металів, термічної обробки металів, діелектриків та напівпровідників. Енергію ЕМП використовували також для вирощування напівпровідникових кристалів і плівок, іонізації газів, одержання плазми, при зварюванні в інертних газах, зварюванні та пресуванні синтетичних матеріалів та ін. Як правило, при цих процесах виникають поля, що в сотні разів перевищують середнє природне поле Землі. Випромінювання надвисоких частот створюють і побутові прилади: СВЧ - печі, , система сухої заморозки (no Frost) в холодильниках, стільникові телефони та ін.

Залежно від f чи  увесь радіочастотний діапазон розбито на піддіапазони (табл.1). Частоти менше 3· 10⁴ Гц відносять до діапазону звукової частоти. Частота 50 Гц –промислова.

Таблиця 1.– Класифікація електромагнітних полів радіочастотного діапазону

Частоти f, Гц	Високі (ВЧ) 3104 – 3106	Ультрависокі (УВЧ) 3106 – 3108	Надвисокі (НВЧ) 3108 – 31011
Довжина хвилі , м	Довгі 104–103 і середні 103–102	Короткі 102–10 і метрові 10–1	Деци-метрові 1–10-1	Санти-метрові 10-1–10-2	Мілі-метрові 10-2–10-3

Разом з тим у 60-х рр. ХХ сторіччя з'явилася перша публікація про симптоми захворювань, що виявлені у робочих високовольтних електричних підстанцій промислової частоти (50 Гц). Встановлено, що сильні ЕМП діють при експлуатації відкритих розподільних пристроїв і повітряних ліній електропередач напругою понад 330 кВ (500, 750, 1150 кВ), тому, згідно з санітарними нормами, такі лінії не повинні проходити по території населених пунктів.

Сьогодні вчені заговорили вже і про шкідливу дію звичайних побутових електропроводок напругою 220 В (наприклад, електробритв, електрогрілок й електричних ковдр), і приладів, які створюють ЕМП за інтенсивністю слабкіші, ніж природне поле Землі. Тому не рекомендується спати поблизу розетки, у яку включений холодильник чи інша постійно діюча установка.

Крім того треба ураховувати вплив на людину джерел теплового або інфрачервоного випромінювання в діапазоні частот 310¹² – 310¹⁴ Гц, видимого світла й ультрафіолетового випромінювання (310¹⁶ – 310¹⁷ Гц), рентгенівського (310¹⁶ – 310²⁰ Гц) і гамма-випромінювань (310¹⁹ – 310²¹ Гц) та космічного випромінювання (3·10²³ − 3·10²⁶). З підвищенням частоти посилюється проникаюча здатність променів і захиститися від впливу космічних випромінювань неможливо.

Останні теоретичні дослідження в області квантової фізики дозволяють виявити на спектрі ЕМВ ще одну область для λ порядку 10³⁶ м, яка відповідає параметрам Єдиного поля або поля фізичного вакууму. Таким чином значення λ= 10¹⁸ м розбивають спектр ЕМВ на дві частини: світ проявленого та світ не проявленого. Єдине поле дозволило поєднати чотири фундаментальних сили природи:

1. ядерна або сильна взаємодія (здійснюється за допомогою π-мезонів, проявляється на відстані 10^-15 м , реалізується між частками, що входять до ядра);

2. електромагнітна взаємодія (в 137 разів слабкіше сильної, здійснюється тільки поміж зарядженими частками, має безкрайній радіус дії);

3. слабка взаємодія (менше сильного в 10¹⁴ разів, проявляється на відстані 10^-15 м між частками в ядрі та при зіткненні поза ядром, в взаємодії беруть участь нейтрино);

4. гравітаційна взаємодія (в 2· 10³⁹ разів слабкіше сильної, виявлено тільки гравітаційне притягання, але можливо існує і відштовхування, існує між всіма частками, має безкрайній радіус дії, не виявлено засобів екранування).

В 1979 році вчені Шелдон Глешоу, Абдусу Салаи та Стівен Вайнберг здобули Нобелевську премію з фізики за роботи по створенню теорії, що поєднувала слабку та електромагнітну взаємодію елементарних часток.

Перші докази квантово – хвильової природи гравітації получені у 1969 році, коли було зареєстровано 4 гравітаційні хвилі, що походили з центру нашої Галактики.

Появою електромагнітних випромінювань певної частоти характеризується і життєдіяльність людини. Представляють інтерес дані фізіологів відносно частот, на яких працює мозок людини:

• β - хвилі, дорівнюють 14-100 Гц, відповідають стану пильнування, зосередженого пізнавання, повсякденної діяльності або переживанню сильних негативних емоцій;

• λ - хвилі, дорівнюють 8-13 Гц, відповідають стану умиротворення та розслаблення;

• θ - хвилі, дорівнюють 4-8 Гц, відповідають періоду пику творчих здібностей, медитації, переходу до сну;

• δ - хвилі частотою менше 4 Гц (0,5-3 Гц), відповідають періоду глибокої медитації, глибокого сну та несвідомому стану.

Чім повільніше хвилі мозку, тим більш розслаблений і умиротворений стан ми відчуваємо.

Ритм частотою 15-30 ГЦ відповідає екстазу, танцювальному трансу.