كيفية إنشاء نبض كهرومغناطيسي. تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي على الإنسان

مصادر الاشعاع الكهرومغناطيسيوالتي تشمل خطوط الكهرباء الهوائية ذات الجهد العالي والفائق، الوسائل التقنيةالبث الإذاعي والتلفزيون وترحيل الراديو والاتصالات عبر الأقمار الصناعية وأنظمة الرادار والملاحة ومنارات الليزر والأجهزة المنزلية - شبكة Wi-Fi وأفران الميكروويف وما إلى ذلك - أثرت بشكل كبير على الخلفية الكهرومغناطيسية الطبيعية. في المناطق الواسعة، وخاصة بالقرب من مرور خطوط الكهرباء الهوائية ذات الجهد العالي والفائق، ومراكز الراديو والتلفزيون، ومنشآت الرادار، زادت شدة المجالات الكهربائية والمغناطيسية من ضعفين إلى خمسة أضعاف، مما يخلق خطرا حقيقيا على الناس والنباتات والحيوانات. الترددات الراديوية المجالات الكهرومغناطيسية الصلب تهديد حقيقيإلى كل شيء حي. في مؤخراظهر مصطلح التلوث الكهرومغناطيسي (EMF من أصل بشري أو الضباب الدخاني الكهرومغناطيسي)، للدلالة على مجموعة من المجالات الكهرومغناطيسية ذات الترددات المختلفة التي تؤثر سلبا على الإنسان.

الاستخدام المستهدف للطاقة الكهرومغناطيسية (EM) في مجموعة واسعة من التطبيقات النشاط البشريأدى إلى حقيقة أن الخلفية المغنطيسية الأرضية الطبيعية موجودة - كهربائية و المجالات المغناطيسيةتمت إضافة الأرض والكهرباء الجوية والانبعاثات الراديوية من الشمس والمجرة إلى مجال كهرومغناطيسي من أصل اصطناعي. مستواه يتجاوز بشكل كبير مستوى الخلفية الكهرومغناطيسية الطبيعية. موارد الطاقة في العالم تتضاعف كل عشر سنوات، ونصيبها من المتغيرات حقل كهرومغناطيسي(EMF) في صناعة الطاقة الكهربائية يزيد ثلاثة أضعاف خلال هذا الوقت.

على النقيض من تفاعلات الجسم مع المجالات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد، فإن التأثيرات البيولوجية عالية التردد للإشعاع الكهرومغناطيسي تنجم بشكل أساسي عن الطاقة الحرارية المنطلقة في الأنسجة المشععة. الآليات الفسيولوجية لنقل الحرارة لا تعوض إنتاج حرارة الجسم الذي يحدث تحت تأثير المجالات الكهرومغناطيسية عالية التردد.

في نطاق التردد من 1.0 إلى 300 ميجاهرتز، يتم تحديد آليات تفاعل المجال الكهرومغناطيسي مع الجسم من خلال تيار التوصيل وتيار الإزاحة، وعلى تردد حوالي 1 ميجاهرتز يعود الدور الرائد لتيار التوصيل، وعلى الترددات أعلاه 20 ميجا هرتز - لتيار الإزاحة. كلا النوعين من التيار يسبب تسخين الأنسجة. ويزداد التأثير الحراري مع زيادة تردد المجال الخارجي. تيار التوصيل عالي التردد (بتردد أكثر من 10 5 هرتز)، على عكس تيار التوصيل منخفض التردد، لا يثير الأعصاب والعضلات. التيار المتحيز أيضًا لا يسبب الإثارة.

الطول الموجي عند الترددات من 1.0 إلى 3000 ميجا هرتز يتجاوز حجم جسم الإنسان. يمكن أن يكون لهذه الحقول تأثيرات محلية وعامة عليها. يتم تحديد طبيعة التأثير من خلال ما إذا كان الجسم كله أو جزء منه في الميدان. للمزيد من ترددات عالية(التردد أكثر من 3000 ميجاهرتز) الطول الموجي أحجام أصغرجسم الإنسان، والذي يحدد فقط التأثير المحلي للمجالات الكهرومغناطيسية. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة التردد، يتناقص عمق تغلغل الموجات الكهرومغناطيسية في الجسم. عمق اختراق الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى أي وسط هو المسافة التي يتناقص عندها سعة المجال بمقدار e مرات (e = 2.718...). وبعد التغلب على هذا المسار، تحتفظ الموجة الكهرومغناطيسية بحوالي 13% من شدتها الأولية. لا يعتمد عمق الاختراق على تردد المجال الكهرومغناطيسي الخارجي فحسب، بل يعتمد أيضًا على الخواص الكهربائية للأنسجة التي يخترقها. بالنسبة للأنسجة الدهنية والعظام، تكون هذه القيمة أكبر من الأنسجة العضلية.

نظرًا لأن تردد الاسترخاء المميز للماء يقع ضمن نطاق تردد إشعاع الميكروويف، فإن الوسط المائي للجسم هو الذي يمتص طاقة حقول الميكروويف إلى أقصى حد. تتفاعل موجات الميكروويف بشكل ضعيف مع الجلد والأنسجة الدهنية، ويتم امتصاصها بشكل مكثف في العضلات والأعضاء الداخلية. لذلك، تخضع العضلات والأحشاء لأكبر قدر من التسخين أثناء العلاج بالموجات الدقيقة. يتم توليد الكثير من الحرارة في السوائل التي تملأ التجاويف المختلفة.

يستخدم إشعاع الميكروويف على نطاق واسع في الرادار. قد يؤدي انتهاك احتياطات السلامة عند العمل على منشآت الرادار إلى إلحاق أضرار جسيمة بالصحة.

من الأمور ذات الأهمية الخاصة الأعمال المتعلقة بدراسة التأثير على الجهاز العصبي المركزي لحقول الموجات الميكروية منخفضة الكثافة المعدلة في نطاق تردد الإيقاعات البيولوجية الخاصة بالكائن البيولوجي. لقد ثبت أن شدة عتبة إشعاع الموجات الصغرية المشكَّلة في هذا النطاق أقل بكثير من تلك التي تتميز بها الإشعاعات النبضية والمستمرة.

إن مجال الموجات الدقيقة منخفض الطاقة، المعدل في إيقاع ترددات الدماغ، له تأثير واضح على القلب. من خلال تعريض أنسجة المخ (العصبية) للمجالات الكهرومغناطيسية المعدلة بواسطة تردد الإيقاعات الحيوية للدماغ، من الممكن تحقيق التعزيز العمل البيولوجي EMF بسبب ظاهرة الرنين.

تلعب عمليات الرنين المرتبطة دورًا مهمًا الإيقاعات البيولوجيةشخص. يمكن أن يؤدي تعزيز أو إضعاف هذه الإيقاعات الرنانة، وظهور التوافقيات والتوافقيات الفرعية، ونتائج التعديل المتقاطع في عناصر الخلية غير الخطية إلى ظهور تأثيرات نفسية فيزيولوجية مختلفة ذات عواقب سلبية.

من بين العديد من الظواهر الكهرومغناطيسية انتباه خاصتستحق إشعاع الميكروويف (MVI)، والمساهمة الأكثر أهمية في تلوث الميكروويف لنظام التشغيل تتم بواسطة محطات الرادار والترحيل الراديوي والأشياء الأخرى، التي يعتمد تشغيلها على توليد الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الميكروويف. الأشخاص الذين يعملون في التروبوسفير والأقمار الصناعية والراديو و محطات الرادار، يظهر صداع، التهيج، النعاس، فقدان الذاكرة، الخ.

استناداً إلى جرعة وطبيعة التعرض، يتم التمييز بين الأضرار الحادة والمزمنة الناجمة عن إشعاع الميكروويف (الجدول 1). تشمل الآفات الحادة الاضطرابات الناتجة عن التعرض قصير الأمد لكثافة تدفق طاقة الموجات الدقيقة (EFD)، والتي تسبب تأثيرًا حراريًا. الضرر المزمن هو نتيجة التعرض لفترات طويلة لمعدات الوقاية الشخصية تحت الحرارة MVI.

*—قيم الشدة هي الأدنى الموجودة في الأدبيات.

من نظام القلب والأوعية الدموية، خلل التوتر العصبي (NCD) من نوع ارتفاع ضغط الدم، ضمور عضلة القلب، يرافقه تقدم سريع قصور الشريان التاجي. من أجل لوحة فنية الدم المحيطيكانت قلة الكريات البيض ونقص الصفيحات مميزة. يكتشف المتخصصون الذين يخدمون الأجهزة الكهرومغناطيسية الطبيعة المرحلية للتغيرات في النظام الدورة الدموية الطرفية. في فترة أوليةقد يكون هناك انخفاض معتدل في الهيموجلوبين وخلايا الدم الحمراء. وفي وقت لاحق، تزيد هذه المؤشرات وأحيانا تتجاوز القاعدة بشكل كبير. يميل عدد الكريات البيض في البداية إلى الزيادة مقارنة بالمعدل الطبيعي. بعد سبع إلى تسع سنوات من الاتصال، يظهر ميل نحو انخفاض عدد الكريات البيض. في الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 7-12 سنة، من الممكن حدوث نقص الكريات البيض المستمر. يعاني بعض الأشخاص من تغيرات في معايير تخثر الدم لديهم.

أثبتت الدراسات البيولوجية أن الأكثر حساسية لتأثيرات الإشعاع الكهرومغناطيسي هي: المركزية الجهاز العصبي، العيون، الغدد التناسلية. في هذه الحالة، هناك اضطرابات في نشاط القلب والأوعية الدموية، والغدد الصم العصبية، المكونة للدم، اجهزة المناعةوالعمليات الأيضية. أظهرت الأبحاث أن الجهاز التناسلي البشري حساس جدًا لإشعاع المجالات الكهرومغناطيسية. في الوقت نفسه، تم تحديد نسبة عالية إلى حد ما من حالات العجز الجنسي وانخفاض هرمون التستوستيرون في الدم لدى الرجال. قد تعاني النساء من خلل في الإنجاب (تسمم الحمل، الإجهاض التلقائي، أمراض الولادة).

جسم الإنسان ليس غير مبال بتوطين طاقة EM في بعض الأعضاء (عند استخدام الهواتف اللاسلكية المحمولة، هذا هو الرأس؛ أجهزة الاتصال اللاسلكي المحمولة، أسفل الظهر أو الظهر). هناك اعتماد واضح للتأثيرات الحيوية على شدة المجال واستقطاب واتجاه الموجات، ونسبة أحجام الأعضاء وجسم الإنسان إلى الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي. تكمن الصعوبة في أنه من الضروري مراعاة مجموعة متنوعة من العوامل التي تحدد كمية الطاقة الكهرومغناطيسية الممتصة، وخصائص العزل الكهربائي للأنسجة، والهندسة، والكتلة، واتجاه الجسم البيولوجي، واستقطاب المجالات الكهرومغناطيسية، وتكوين المصدر وخصائصه، التعرض للإشعاع وشدته وتواتره، وجميع ميزات توليد وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية الكهرومغناطيسية.

يتمتع الإشعاع بتردد 900 ميجاهرتز، المسموح به للهواتف اللاسلكية المحمولة، بنفاذية عالية بشكل خاص، وغالبًا ما يحدث "تأثير الرنين" في الرأس. صحيح أن هناك اختلافات كبيرة في الحساسية الفردية. هناك العديد من النماذج والتعديلات للهواتف اللاسلكية وهي تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض في القوة والطول الموجي. لذلك، لا يمكن الحديث عن التأثير المحدد لجهاز معين إلا بعد الحصول على الشهادة المناسبة.

الهدف من إشعاع الميكروويف هو جزيء له خصائص EM. هذه في المقام الأول جزيئات الماء. يتكون جسم الإنسان الحي بشكل رئيسي (95% في مرحلة الطفولة و60% في مرحلة الشيخوخة) من الماء. جميع المواد، عندما تذوب في الماء، تشكل قذائف الماء. تعمل المجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة منخفضة التردد على تغيير الهياكل شبه المستقرة في الماء، مما يقلل بشكل حاد من تركيز أيونات البوتاسيوم ويؤدي إلى تكوين الجذور الحرة النشطة.

تتحول الطاقة الكهرومغناطيسية لإشعاع الميكروويف الذي يؤثر على الماء إلى طاقة حرارية وترتبط التأثيرات الحيوية اللاحقة في الخلايا والأنسجة بزيادة درجة حرارتها محليًا، ثم بتسخين الكائن الحي بأكمله. كلما زاد حجم موجة الميكروويف، كلما كان الحرق الحراري أعمق في الأنسجة. تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى إثارة المستقبلات الحرارية. تتهيج المستقبلات الميكانيكية في موقع الآفة أيضًا بسبب "تأثير الحجم" لسائل الأنسجة الساخن.

بالتزامن مع التأثير الحراري، يظهر أيضًا تأثير الرنين في تدمير جزيئات الحمض النووي، ATP، وانخفاض في درجة ارتباط K +، Ca 2+ والأيونات الأخرى. تتغير نفاذية الأغشية بالنسبة لـ K + و Na +. لقد ثبت أن الآلية الرئيسية لتأثير LF EMR على الأجسام البيولوجية يتم تحديدها من خلال حقيقة أنه عند E = 30 كيلو فولت / م، يتم إدخال 10 4 أيونات Na + في الخلية ونفس العدد من K +. تتم إزالة الأيونات، الأمر الذي يتطلب زيادة في استهلاك الطاقة.

حصة امتصاص طاقة الموجات الدقيقة بواسطة الماء هي: عند ترددات 1 جيجا هرتز - 50%، 10 جيجا هرتز - 90%، وعند 30 جيجا هرتز - 98%. إن تأثير امتصاص الخلايا والأنسجة لطاقة الميكروويف هو تأثير حراري وغير حراري. تتعطل بنية ووظائف الخلية العصبية وخلايا الدم الحمراء والخلايا الأخرى. الأعضاء الأكثر سخونة بشكل مكثف هي تلك التي لا تحتوي على الأوعية الدموية(العدسة، الخصية، المبايض، الخ). وبهذا المعنى، فإن "العضو المستهدف" لأشعة الميكروويف هو العين والغدد التناسلية والحيوانات المنوية.

ينتشر التأثير الحراري إلى الجهاز العصبي المركزي، مما يثيره ويثيره بشكل مفرط. يتأثر الجهاز العصبي المركزي في وقت مبكر جدًا بسبب التأثيرات المباشرة وغير المباشرة لإشعاع الميكروويف عبر الجهاز الصادر. وتشمل الدوائر المفرغة الغدد الصماء، والمناعة، والقلب والأوعية الدموية، الجهاز التنفسي. على مراحل متأخرة- ظهور علامات استنفاد الطاقة واكتئاب مراكز المخ.

مع التعرض المزمن لأشعة الميكروويف، يتطور مرض الموجات الراديوية مع تعطيل وظائف جميع الأنظمة التنظيمية، ونتيجة لذلك تنخفض إنتاجية العمل بشكل حاد ويتم ملاحظة الاضطرابات العقلية. يتسبب الإشعاع الموجود في نطاق الراديو في تعرض الشخص للضوضاء والصفير. منذ أكثر من عشرين عامًا، تم الإبلاغ عن اكتشاف تأثير سماع الراديو. جوهرها هو أن الأشخاص الذين كانوا في مجال محطة إذاعية قوية سمعوا "أصواتًا داخلية" وخطابًا وموسيقى وما إلى ذلك.

مجمع المجالات الكهرومغناطيسية السلبية هو السبب المباشر للعديد من الأمراض. جسم الإنسانيستجيب بحساسية للحمل الموجي، أولاً مع انخفاض الأداء، وضعف الانتباه، وعدم الاستقرار العاطفي، ثم سيل من أمراض الجهاز العصبي و أنظمة القلب والأوعية الدموية، معظم اعضاء داخليةوخاصة الكلى والكبد.

لدى EMF تأثير سلبيعلى الجسم، وفي ظل ظروف معينة، يمكن أن يكون بمثابة شرط أساسي لتكوين الحالات المرضية بين السكان المعرضين لآثاره المزمنة. يؤدي EMF إلى تطور متلازمة الشيخوخة، والتي تتمثل علاماتها في انخفاض الأداء والمناعة، ووجود العديد من الأمراض، والضعف المبكر لمستويات الكوليسترول، وانخفاض الوظيفة. الجهاز التناسلي، تطور الأمراض المرتبطة بالعمر في السنوات المبكرة (مرض مفرط التوتر, تصلب الشرايين الدماغية). يعتمد توقيت حدوث الاضطرابات في الجسم عند التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية على عوامل كثيرة: نطاق التردد، مدة التعرض (الخبرة العملية)، توطين التعرض (عام أو محلي)، طبيعة المجال الكهرومغناطيسي (المشكل، المستمر، المتقطع) ) و اخرين. في هذه الحالة، يتم لعب دور مهم الخصائص الفرديةجسم. لقد ثبت تجريبيًا أن التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية المعدلة يمكن أن يسبب تأثيرات معاكسة لتلك التأثيرات للمجالات الكهرومغناطيسية غير المعدلة. إن استخدام المجالات الكهرومغناطيسية النبضية في التجارب يجعل من الممكن الحصول على تأثير بيولوجي أكثر وضوحًا من التشعيع المستمر. ويتجلى النشاط البيولوجي الكبير للإشعاع النبضي أيضًا في زيادة حساسية الأنظمة الكولينية في الدماغ تجاهها.

في السنوات الاخيرةلقد ثبت بشكل مقنع أن الاضطرابات في وظائف الجسم تحت تأثير إشعاع الميكروويف لا تحدث فقط بسبب تكوين حرارة زائدة في الأنسجة. وبالتالي، لا يمكن اختزال الآليات الفيزيائية الحيوية لتأثير المجالات الكهرومغناطيسية على الأنظمة البيولوجية في الآليتين اللتين تمت مناقشتهما أعلاه: ارتفاع درجة الحرارة في المجالات عالية التردد والإثارة في المجالات المنخفضة التردد. وفي الوقت الحالي، يتركز اهتمام الباحثين في التأثيرات البيولوجية للإشعاع الكهرومغناطيسي على الآلية الثالثة. ويسمى محددة. معظم ميزة مميزةالتأثير المحدد للمجالات الكهرومغناطيسية على الجسم هو أن الأنظمة البيولوجية تتفاعل مع إشعاعات ذات كثافة منخفضة للغاية، وغير كافية للإثارة والتدفئة، ولكن مثل هذه التفاعلات لا تحدث في النطاق الكامل للمجالات الكهرومغناطيسية، ولكن بترددات معينة. لذلك، فإن النوع الثالث من تفاعلات الأنظمة البيولوجية مع المجالات الكهرومغناطيسية له أيضًا أسماء مثل التفاعلات الرنانة والضعيفة، والتأثيرات البيولوجية المعتمدة على التردد للمجالات الكهرومغناطيسية.

التأثيرات البيولوجية المعتمدة على التردد للمجالات الكهرومغناطيسية

إن التأثيرات البيولوجية المعتمدة على التردد للمجالات الكهرومغناطيسية الموصوفة حتى الآن قليلة ولكنها متنوعة، مما يجعل تصنيفها صعبًا.

تحت تأثير إشعاع الميكروويف، فإن بعض البكتيريا (على سبيل المثال، القولونية) تصنيع بروتين غريب - الكوليسين، الذي له خصائص مستضدية للبكتيريا من السلالات الأخرى. يتم ملاحظة ذلك فقط عند ترددات معينة (من 45.6 إلى 46.1 جيجا هرتز) بكثافة مجال منخفضة إلى حد ما (تصل إلى 0.1 واط للمتر المربع)، على الرغم من أن تخليق الكوليسين يحدث أيضًا تحت تأثير عوامل أخرى. عادة ما يتم تفسير تكوين بروتين جديد من خلال التأثير الانتقائي لهذه العوامل، بما في ذلك الموجات الكهرومغناطيسية ذات ترددات معينة، على الجهاز الوراثي للخلية. ويرى مؤلفو هذه الفرضية أن من بين عمليات التخزين والنقل المعلومات الجينيةليس النسخ والنسخ هو الذي يتغير، بل الترجمة. من المحتمل أن إشعاع الميكروويف يمكن أن يعطل التسلسل الطبيعي للنيوكليوتيدات في الحمض النووي الريبوزي الرسول، مما يؤدي إلى إنتاج جزيئات كبيرة غير عادية للخلية، والتي ليست قادرة على ضمان الأداء الكامل للوظائف المقابلة. ينعكس تخليق البروتينات "غير المكتملة" بشكل أساسي في تلك الركائز التي تتجدد بنشاط (على سبيل المثال، الإنزيمات). وترتبط هذه الاضطرابات بالتغيرات في مستوى العمليات الأيضية والنشاط الفسيولوجي للحيوانات، والتي لاحظها عدد من الباحثين.

البيانات المتعلقة بتأثير الموجات الكهرومغناطيسية على الجهاز الوراثي للخلايا نادرة ومتناقضة ومجزأة. وبالتالي، يفقد الجلوبيولين غاما البشري خصائص مستضديةعندما يتعرض الدم للإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد 13.1 - 13.3 - 13.9 - 14.4 ميجا هرتز. ولا تؤدي المجالات الكهرومغناطيسية ذات الترددات الأخرى إلى تأثير مماثل. وفي الوقت نفسه يمكن تفسير ذلك دون الاستناد إلى فرضية تأثير الموجات الكهرومغناطيسية على الجهاز الوراثي. هناك افتراض حول إمكانية تفاعل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية مع مكونات الغشاء البلازمي للخلية. وهذا ما يفسر زيادة إطلاق أيونات الكالسيوم من أنسجة المخ المعرضة للإشعاع الكهرومغناطيسي منخفض التردد. تحدث هذه الظاهرة فقط عند ترددات معينة (6-16 هرتز). إنه فعال بشكل خاص في الاستخدام الاهتزازات التوافقيةتردد منخفض، ولكن مجالات UHF مضمنة بترددات منخفضة (مع عمق تعديل 80-90٪).

تعتمد فرضية الكالسيوم على معلومات حول بنية البلازما. تحتوي العديد من الجزيئات الموجودة في تركيبته على سلاسل محدودة من السكريات الأمينية البارزة في الفضاء المحيط بالغشاء. وهي تشكل مناطق عديدة من المناطق غير المتحركة على سطح غشاء الخلية. رسوم سلبية، وجود تقارب قوي لـ H- و Ca 2 +. يتم امتصاص هذه الكاتيونات بواسطة البلازما من الوسط بين الخلايا. من المحتمل أن الكاتيونات المثبتة بواسطة الطبقة المتعددة الأنيونات من البلازما في الخلية العصبية يمكن أن توفر التفاعل مع المجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة. إن طاقة مثل هذه المجالات ليست كافية لتغيير النفاذية الأيونية للغشاء المثير (أي لتنشيط القنوات الأيونية المعتمدة على الجهد فيه)، ولكن هذه الطاقة قد تكون كافية لتعطيل الاتصال الكهروستاتيكي للكاتيونات مع السكريات الأمينية الغشائية. ونتيجة لذلك، تترك الكاتيونات سطح البلازما ويتم إنشاء فائض منها في البيئة بين الخلايا. ووفقا لفرضية الكالسيوم، فإن هذا ينطبق في المقام الأول على أيونات الكالسيوم. الزيادة الحادة في تدرج الكالسيوم 2+ على أغشية البلازما للخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي يمكن أن تسبب الإثارة بسبب الخلايا العصبيةمتحمسون لتيار الكالسيوم الوارد من خلال البلازما التي تغطي أجسامهم.

بالإضافة إلى النظريات الأيونية، يتم أيضًا النظر في نظريات الغشاء وثنائي القطب لتفاعل المجالات الكهرومغناطيسية مع الهياكل المجهرية، والتي في إطارها يرتبط أيضًا تحويل طاقة المجالات الكهرومغناطيسية إلى طاقة حركية للجزيئات بمفهوم التأثير الاحتمالي المتحقق من خلال آليات تضخيم الزناد للنظام الحي.

تم شرح التأثير المحدد لـ EMR الطبيعة غير الخطيةتأثير المجال على الهياكل المجهرية. آلية عمل الموجات الدقيقة هي تغيير نفاذية غشاء الخلية، مما يؤدي إلى تغيير في وظيفة نظام سيكلاز النوكليوتيدات، مما يؤثر على نشاط إنزيمات الأكسدة والاختزال. تسبب منتجات التمثيل الغذائي عبر الطريق الخلطي تغيرات في الحالة الفسيولوجية. اقترح بعض المؤلفين وجود مستقبلات محددة لإدراك المجالات الكهرومغناطيسية لدى الحيوانات والبشر.

يمكن للإشعاع الكهرومغناطيسي لترددات معينة (رنانة) أن يعمل كإشارات، أي التحكم في إطلاق الطاقة الحرة للنظام البيولوجي دون إدخال طاقة كبيرة إلى هذا النظام من الخارج. معيار تأثير المعلومات للمجالات الكهرومغناطيسية هو غلبة طاقة تفاعلات استجابة الجسم (التغيرات في التمثيل الغذائي والنشاط الفسيولوجي) على طاقة المجال الخارجي الذي تسبب فيها. تتميز تأثيرات الطاقة للمجالات الكهرومغناطيسية بحقيقة أن طاقة تفاعلات الاستجابة للنظام البيولوجي طاقة أقل، قدمه الميدان.

يتم تحديد التأثيرات البيولوجية للمجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة من خلال الحساسية الانتقائية العالية لها (في نطاق طيفي ضيق) لنوع معين من الخلايا. على ما يبدو، الخلايا العصبية هي الأكثر عرضة للمجالات الضعيفة. تم العثور على مستقبلات كهربائية متخصصة في عدد قليل من ممثلي عالم الحيوان. لم يتم العثور عليها على الشخص. ومع ذلك، فإن غياب كل من المستقبلات الكهربائية والأحاسيس "الكهربائية" المحددة لا يشير إلى استحالة الإدراك البشري للمجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة. قد تكون إحدى آليات الحساسية الانتقائية للخلايا العصبية في الدماغ للإشعاع منخفض التردد هي تفاعلها مع الكاتيونات (على سبيل المثال، Ca 2+ - وفقًا لفرضية الكالسيوم)، عندما يتم امتصاصها من أغشية البلازما التي كانت تربطها سابقًا.

قياسًا على مبدأ تشغيل مكبر الصوت (إشارة ضعيفة عند الإدخال تتحكم في إعادة توزيع طاقة كبيرة عند الخرج)، يتم تعريف آليات استجابة الأنظمة البيولوجية للمجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة على أنها تضخيم (أو تعاونية). من المحتمل أن تكون المجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة ذات ترددات معينة قادرة على أداء دور إشارة الزناد لبعض الأنظمة البيولوجية. يمكنهم التفاعل مع الشحنات المثبتة على غشاء الخلية، وعلى ما يبدو، مع ركائز داخل الخلايا، حتى الجهاز الوراثي للخلية. ومع ذلك، فإن التدرج العالي للإمكانات الكهربائية الموجودة عبر البلازما يجعل من الصعب على المجالات الكهرومغناطيسية التأثير على الأنظمة داخل الخلايا. بالنسبة للبعض الحالات المرضيةمستوى غشاء المحتملةيتناقص ، مما قد يؤدي إلى زيادة تعرض العمليات داخل الخلايا للمجالات الخارجية. ربما يكون هذا بسبب زيادة الحساسيةالمرضى للظواهر الجوية.

لقد أكدت الأبحاث في العقود الأخيرة بشكل مقنع الدور المعلوماتي والأهمية للمجالات الكهرومغناطيسية الضعيفة للغاية بالنسبة للأنظمة البيولوجية، بما في ذلك نطاق الترددات المنخفضة جدًا بموجب قوانين معينة لتعديلها.

تطور فكرة أن الإلكترونات والمجالات الكهرومغناطيسية، باعتبارها أكثر قابلية للتغير من الجزيئات (عناصر المادة الحية)، تحمل الطاقة والشحنات والمعلومات، باعتبارها نوعًا من الوقود العمليات الحيوية، قاد العديد من المؤلفين إلى فكرة وجود نظام في الجسم للحفاظ على التوازن الكهربائي الحيوي، مما يضمن الوضع الطبيعي الحالة الفسيولوجيةالخلايا. افتراض وجود آلية في الجسم التنظيم المركزي العمليات الفسيولوجية، بما يتوافق مع المعلمات المتغيرة دوريًا للمجالات الكهربائية والمغناطيسية للأرض والمصممة للحماية من التداخل من المجالات الكهرومغناطيسية الكونية المكثفة التي تحدث بشكل متقطع من جميع نطاقات التردد، يؤدي إلى فكرة وجود كائن منظم للغاية الجهاز الحسي، إدراك التغيرات في المجال الكهرومغناطيسي للبيئة الخارجية.

• التأثير على مسار التفاعلات الكيميائية الحيوية لعملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا.
• التأثير على النشاط الأنزيمي للبروتينات - الإنزيمات في الدماغ والكبد وغيرها من الهياكل.
• التأثير (بشكل مباشر أو غير مباشر) على عمليات نقل المعلومات الجينية (عمليات النسخ والترجمة)؛
• التأثير على مستويات السلفهيدريل والمجموعات الأخرى التي تحدد قطبية جزيئات البروتين؛
• العمل على التنظيم العصبي الهرموني، على وجه الخصوص، على أنظمة الغدة النخامية والودي الكظرية.
• تغيير ديناميات الاستجابة المناعية.
• يتغير الخصائص الفيزيائية والكيميائيةالدبقية، على وجه الخصوص، كثافتها الإلكترونية الضوئية؛
• إعادة بناء نمط تدفقات النبضات الناتجة عن الخلايا العصبية؛
• تغيير النشاط الوظيفي للمستقبلات والقنوات الأيونية المختلفة.

وبالتالي، نتيجة لتفاعل الجسم مع المكون الكهربائي للمجال الكهرومغناطيسي، قد تحدث تأثيرات بيولوجية من ثلاثة أنواع: الإثارة والتدفئة والعمليات التعاونية. اثنان منهم مدروسان جيدًا ويتم شرحهما في إطار مفهوم تفاعل الطاقة بين المجال والجسم. أما التأثير الثالث، والذي يتجلى في إدراك الأنظمة البيولوجية للإشعاع الكهرومغناطيسي الضعيف، فلم تتم دراسته بشكل كافٍ. من الواضح أن أصلها مرتبط بحقيقة أنه خلال تطور الأنظمة البيولوجية، قامت المجالات الكهرومغناطيسية ذات الترددات المحددة بمهمة نقل المعلومات حول البيئة فيما يتعلق بها. وهذا أمر واضح للعالم. وظيفة المعلومات للأجزاء الأخرى من الطيف الكهرومغناطيسي لم يتم إثباتها أو شرحها بشكل حقيقي.

ميزات تفاعل الضوضاء الرقمية مع الأنظمة الحية ومشاكل السلامة البيولوجية EMR

أدى الاستخدام الواسع النطاق للتقنيات الرقمية إلى ظهور مكون جديد للبيئة الكهرومغناطيسية البشرية - الضوضاء الرقمية (DN). إذا كان في التلوث الكهرومغناطيسي العام بيئةهو أمر يثير قلق المتخصصين في مجال البيئة، إذن الدور المحتملولم يتم حتى الآن اعتبار المكون الرقمي عامل خطر إضافي. إن الحاجة إلى عزل CS عن الطيف الكامل للخلفية الكهرومغناطيسية تمليها تجارب على ميزات جديدة نوعيًا للتأثيرات الحيوية لـ CS على المستوى الخلوي.

تنفيذ أي تكنولوجيا جديدةالمرتبطة بالإشعاع في الفضاء المحيط بالشخص موجات كهرومغناطيسية، يرافقه حتما مناقشات حول العواقب الصحية المحتملة. هذا ينطبق بشكل خاص على الاتصالات المتنقلة، حيث يعلم الجميع في الوقت الحاضر أن إشعاع الميكروويف يمكن أن يكون بعيدًا عن أن يكون ضارًا، ويعمل جهاز الإرسال اللاسلكي لجهاز المشترك مباشرة بالقرب من الأذن، على بعد بضعة سنتيمترات من الدماغ. ومع ذلك، فإن العديد من الدراسات لا تقدم حتى الآن إجابة واضحة على السؤال: ما مدى ضرر الإشعاع؟ تليفون محموللمستخدمه. إن تعقيد المشكلة، وعدم كفاية التمويل، والضغط الذي تمارسه شركات التصنيع يساهم في حقيقة أنه في المستقبل المنظور لا يمكن للمرء أن يتوقع الحصول على استنتاجات واضحة حول المشكلة قيد النظر. لذلك، لإجراء تقييم نوعي للعواقب المحتملة لتأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي للهاتف المحمول على جسم الإنسان، استفدنا من القوانين المعروفة في علم الأحياء الكهرومغناطيسي، وكذلك بعض أحكام فيزياء الكائنات الحية.

معيار السلامة الرئيسي هو الصغر جرعة أعلى EMR، والذي يتم تحديده من اعتبارات أن الحد المسموح به من التعرض يجب أن يكون بهامش جيد إلى حد ما أقل من العتبة، وعند تجاوزها تغييرات ملحوظة. تضع معايير السلامة الدولية حدًا لما يسمى بمعدل الامتصاص النوعي (SAR)، وهو المشتق الزمني لطاقة المجالات الكهرومغناطيسية التي تمتصها وحدة الكتلة في حجم جسم له شكل وكثافة معينين. اعتمادًا على المعيار المحلي، يتراوح معدل SAR في بلدان مختلفة من 10 -2 -10 -3 واط/جرام، والذي عند تحويله إلى كثافة تدفق الطاقة مع مراعاة متوسط ​​الفاصل الزمني، يعطي -10 -3 -10 -4 واط / سم 2. يتم ضمان مثل هذه الدرجات من حيث الحجم (تقريبًا من حيث الحجم) لتجاوز قيم مستوى الإشعاع التي تم الحصول عليها في الحسابات النموذجية وفي التجارب مع المتطوعين التجريبيين. ومع ذلك، لاحظ أن جميع الحسابات والقياسات تشير إلى تردد الموجة الحاملة. لا يتجاوز المستوى النسبي لقدرة الإشعاع خارج نطاق التشغيل في نطاق الموجات الكهرومغناطيسية الميكروية 10%، ويبدو أنه أكثر اتساقًا مع معايير السلامة.

من الواضح أن منشئي المعايير أخذوا في الاعتبار فقط الاعتماد الخطيالآثار البيولوجية المحتملة من الجرعة الممتصة، مسترشدة بمبدأ "كلما كانت أقل، كانت أكثر أمانا". وهذا ينطبق بالفعل على ما يسمى بالعامل الحراري، وهو المسؤول عن تسخين الأنسجة البيولوجية عند امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي. ومع ذلك، فقد تم إجراء العديد من التجارب حول تأثيرات مجالات الموجات الميكروية والترددات الفائقة (EHF) على الأنظمة الحية للكائنات الحية مراحل مختلفةالمنظمات - من خلية ميكروبيةلشخص ما - يشير إلى عدم الخطية الأساسية للتقبل (في هذه الحالة يتحدثون عن "عامل المعلومات"). ونتيجة لذلك، يصبح مفهوم الكثافة الآمنة بيولوجيا، بعبارة ملطفة، غامضا.

علاوة على ذلك، حتى وقت قريب، تم النظر في اعتماد الاستجابة البيولوجية على شدة الإشعاع (أحادي اللون أو شبيه بالضوضاء)، على الرغم من أنه غير خطي، ولكنه لا يزال رتيبًا. يقدم CS جودة جديدة للتأثيرات الحيوية للإشعاع الكهرومغناطيسي - اعتماد غير رتيب: مع انخفاض الشدة، يمكن أن يختفي التأثير ويظهر مرة أخرى، حتى يظهر ميلًا لتغيير الإشارة.

دعونا نتطرق إلى جانب آخر من المشكلة قيد المناقشة، وهي مسألة "الفائدة" أو "الضرر" لنطاق تردد معين من السجلات الطبية الإلكترونية للجسم. يعتبر نطاق الموجات الدقيقة "ضارًا" إلى حد ما، بما في ذلك تجاوز مستويات طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي (< 10 -7 Вт\см 2). С КВЧ все не так однозначно. В частности, показано, что положительное для организма (лечебное) воздействие излучений этого участка спектра, например в техноло­гиях КВЧ –терапии, имеет место лишь при соблюдении ряда условий. А именно — сверхнизкая, порядка тепловых шумов (<10 -19 Вт/см 2), интенсивность и строго детерминированная локализация воздействия. В общем же случае, судя по многочисленным экспериментам, могут наблюдаться биоэффекты разных знаков. Это означает, что, если не впадать в излишний оптимизм, следует учитывать потенциальную опасность физиологических последствий облучения низкоинтенсивными ЭМИ, в особенности головного мозга и ушной раковины, где расположено много активных точек.

ما هي ملامح تأثير علوم الكمبيوتر على الأنظمة الحية؟ في إطار مفهوم المجال المتماسك الداخلي الذي يشكل الإطار الكهرومغناطيسي المتكامل للكائن الحي، يُفترض إمكانية التأثير التنظيمي لإشارة خارجية ضعيفة. من المهم أن يكون مثل هذا التأثير رنينًا وفرديًا بحتًا في تكوين التردد، مما يعكس طيف الترددات المميزة لكائن معين. من الواضح أن الضوضاء الرقمية بطيفها "النطاق العريض أحادي اللون" تبين أنها أداة عالمية تؤثر على أي كائن حي. علاوة على ذلك، إذا استرشدنا بفكرة "تقارب" السجلات الطبية الإلكترونية الخارجية مع مجالات الخلايا الخاصة بالجسم، فإن CS هو البادئ في نفس الوقت لكل من العمليات التصالحية (نطاق EHF) والعمليات المدمرة (الميكروويف).

الإشعاع الكهرومغناطيسي والمجالات الكهرومغناطيسية - القتلة غير المرئيين

لقد تعلمنا في المدرسة أن العمل حوّل القرد إلى إنسان، وأن التقدم العلمي والتكنولوجي هو محرك البشرية جمعاء. يبدو أنه من خلال حركتها يجب أن تتحسن جودة وعدد السنوات التي يعيشها الشخص. في الواقع، كلما دخلت STP بشكل أعمق في حياتنا، أصبحت حياتنا أكثر صعوبة، وكلما واجه الناس أمراضًا لم تكن معروفة سابقًا، والتي تظهر وتتطور في تقدم مباشر جنبًا إلى جنب مع التقدم التقني. دعونا لا نجادل في أن فوائد الحضارة سيئة. دعونا نتحدث عن التهديد الخفي للبشر وأحفادهم - الإشعاع الكهرومغناطيسي.

تظهر الأبحاث التي أجراها العلماء على مدى العقود الماضية أن الإشعاع الكهرومغناطيسي لا يقل خطورة عن الإشعاع الذري. الضباب الدخاني الكهرومغناطيسي، الذي يتفاعل مع المجال الكهرومغناطيسي للجسم، يثبطه جزئيًا، مما يشوه المجال الخاص بجسم الإنسان. ويؤدي ذلك إلى انخفاض المناعة وتعطل المعلومات والتبادل الخلوي داخل الجسم وحدوث الأمراض المختلفة. لقد ثبت أنه حتى عند مستوى ضعيف نسبيًا، فإن التعرض لفترات طويلة للإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن أن يسبب السرطان، وفقدان الذاكرة، ومرض الزهايمر ومرض باركنسون، والعجز الجنسي، وتدمير عدسة العين، وانخفاض عدد خلايا الدم الحمراء. تشكل المجالات الكهرومغناطيسية خطورة خاصة على النساء الحوامل والأطفال. يساهم الإشعاع الكهرومغناطيسي في العجز الجنسي لدى الرجال والخلل الإنجابي لدى النساء.

وضع العلماء الأمريكيون والسويديون حدًا آمنًا لصحة الإنسان لشدة المجالات الكهرومغناطيسية - (0.2 ميكروT). على سبيل المثال، غسالة - 1 μT، فرن ميكروويف (على مسافة 30 سم) - 8 μT، مكنسة كهربائية - 100 μT، وعندما يغادر القطار إلى مترو الأنفاق - 50-100 μT.

لقد تحدث العلماء منذ فترة طويلة عن التأثير السلبي للمجالات الكهرومغناطيسية (EMF) على أجسام الأطفال. نظرًا لأن حجم رأس الطفل أصغر من حجم رأس الشخص البالغ، فإن الإشعاع يتغلغل بشكل أعمق في أجزاء الدماغ التي، كقاعدة عامة، لا يتم تشعيعها عند الشخص البالغ. وهذا ينطبق على الهواتف المحمولة، التي تعرض الدماغ ببساطة لارتفاع درجة الحرارة "المحلية". أكدت التجارب على الحيوانات أنه مع زيادة جرعات الإشعاع عالي التردد، تشكلت مناطق ملحومة حرفيًا في أدمغتهم. وقد أثبتت الأبحاث التي أجراها علماء أمريكيون أن الإشارة الصادرة من الهاتف تخترق الدماغ إلى عمق 37.5 ملم، مما يحدث تداخلاً في عمل الجهاز العصبي.

الأنسجة النامية والمتنامية هي الأكثر عرضة للتأثيرات الضارة للمجال الكهرومغناطيسي. كما أنها نشطة بيولوجيا في الأجنة. إن المرأة الحامل التي تعمل على الكمبيوتر تتعرض لكامل الجسم تقريباً، بما في ذلك الجنين النامي، بواسطة المجالات الكهرومغناطيسية. وبالمناسبة، فإن أولئك الذين يعتقدون أن أجهزة الكمبيوتر المحمولة آمنة عمليا مخطئون. فكر جيدًا في العواقب السلبية للتعرض لها قبل وضع الكمبيوتر المحمول على معدتك أو حجرك. نعم، لا تحتوي شاشات الكريستال السائل على مجال إلكتروستاتيكي ولا تحمل الأشعة السينية، لكن أنبوب الأشعة الكاثودية ليس المصدر الوحيد للإشعاع الكهرومغناطيسي. يمكن إنشاء الحقول بواسطة محول جهد الإمداد ودوائر التحكم وتوليد المعلومات على شاشات الكريستال السائل المنفصلة وعناصر المعدات الأخرى.

هل هذا ضار جدًا أم لا؟

عند الحديث عن المجالات الكهرومغناطيسية، لا يسعنا إلا أن نذكر شبكة Wi-Fi. يمكنك العثور على الإنترنت على العديد من المقالات حول هذا الموضوع: "شبكات الواي فاي خطرة على الصحة"، "هل للواي فاي تأثير ضار على جسم الإنسان؟"، "الإشعاع الصادر من شبكات الواي فاي يضر بالأشجار، العلماء" قل “هل تقنية الواي فاي ضارة بالأطفال؟

في الولايات المتحدة، هناك أمثلة على قيام أولياء الأمور برفع دعاوى قضائية بسبب شبكات Wi-Fi المثبتة في المدارس والجامعات. مخاوف الآباء من أن الشبكات اللاسلكية تسبب ضررا لا يمكن إصلاحه لصحة الأطفال والمراهقين، ولها تأثير مدمر على الجسم المتنامي، لا أساس لها من الصحة. على سبيل المثال، تعمل شبكة Wi-Fi بنفس تردد فرن الميكروويف. بالنسبة للبشر، هذا التردد ليس ضارًا على الإطلاق كما يبدو. وقد تم نشر حوالي 20.000 دراسة مؤخرًا. إنها تثبت حقيقة أن شبكة Wi-Fi تؤثر سلبًا على صحة الثدييات، وخاصة صحة الإنسان. الصداع النصفي ونزلات البرد وآلام المفاصل، ولكن في أغلب الأحيان تشمل الأمراض التي تسببها شبكة Wi-Fi السرطان وفشل القلب والخرف وضعف الذاكرة. في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وألمانيا، يتم التخلي بشكل متزايد عن خدمة الواي فاي في المدارس والمستشفيات والجامعات. ويقال أن سبب الرفض هو الإضرار بصحة الإنسان. واليوم لا يوجد حكم رسمي في قضية الواي فاي، كما حدث مع اعتراف منظمة الصحة العالمية بأضرار الهواتف المحمولة. بعد كل شيء، فإن الحقيقة التي تم الكشف عنها ستجلب خسائر كبيرة لأولئك الذين لا يهتمون بها. وكما يقولون: "إنقاذ الغريق هو عمل الغريق نفسه". والقارئ على حق، الذي كتب بعد قراءة مقال عن مخاطر الواي فاي: "في النهاية، الجميع يقرر بنفسه سبب مرضه".

القضاء على التأثير الكهرومغناطيسي السلبي للواي فاي

تأثير Wi-Fi على جسم الإنسان، على عكس الهاتف المحمول، ليس ملحوظا جدا. ولكن إذا كنت لا تزال تستخدم التقنيات اللاسلكية للاتصال بالإنترنت أو شبكة الشركة بشكل مستمر، فتوقف عن ذلك. من الأفضل أن تحصل على كابل زوج ملتوي عادي. حاول تقليل الوقت الذي تستخدم فيه الشبكات اللاسلكية من أي نوع. لا تبقي مصدر الإشعاع الكهرومغناطيسي قريبًا من جسمك. قلل من مقدار الوقت الذي تستخدم فيه هاتفك المحمول أو سماعة الرأس التي تعمل بتقنية البلوتوث. استخدم اتصالاً سلكيًا. إذا كنتِ حاملاً، فحاولي البقاء بعيدًا عن الشبكات اللاسلكية قدر الإمكان. ولم يثبت أحد حتى الآن أضرار الواي فاي على النساء الحوامل. ولكن من يدري كيف ستؤثر هذه المعرفة على جسم الجنين؟ بعد كل شيء، الحب الحقيقي للطفل لا يكمن في شراء لعبة أخرى أو ملابس جميلة، ولكن في تربية طفل قوي وصحي.

يمكنك في مركز باراسيلسوس الطبي إجراء تشخيص لآثار التأثيرات الكهرومغناطيسية على جسمك. في الوقت نفسه، تتيح لك المعدات التمييز بين أنواع التأثيرات الكهرومغناطيسية - من صنع الإنسان، والجيوباثوجينية، والمشعة، وتحديد درجة الحمل الكهرومغناطيسي (إجمالي 4 درجات) وتحييد هذا التأثير السلبي بشكل فعال على الجسم.

لقد دخلت الكهرباء حياتنا بقوة وأصبحت جزءًا لا يتجزأ منها. لكن التقدم التكنولوجي يرتبط بزيادة مستوى الإشعاع الكهرومغناطيسي (EMR)، الذي له تأثير سلبي على جميع الكائنات الحية. الإشعاع الكهرومغناطيسي هو تذبذب للمجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تنتقل عبر الفضاء بسرعة الضوء. ولا يراها الشخص ولا يشعر بها، وبالتالي لا يستطيع تقييم مدى تأثيرها على الصحة. وفي الوقت نفسه، يدق الأطباء في جميع أنحاء العالم ناقوس الخطر من أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يعمل على الجسم مثل الإشعاع. دعونا نتعرف على كيفية تأثير الموجات الكهرومغناطيسية على الشخص، وما إذا كانت هناك طرق للحماية من الآثار الضارة.

مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي

يتعرض البشر طوال حياتنا للمجالات الكهرومغناطيسية (EMFs). إذا لم يتمكن الناس من تغيير تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي من المصادر الطبيعية (الشمس، والمجالات المغناطيسية والكهربائية للأرض)، فيمكنهم تقليل التأثير من المصادر الاصطناعية.

ولكن باستخدام إنجازات التقدم العلمي بنشاط، يعاني الناس، على العكس من ذلك، بشكل متزايد من آثار جانبية على الجسم ناجمة عن تشغيل الأجهزة والآليات المختلفة - الموجات الكهرومغناطيسية من مصادر الإشعاع الاصطناعي التي تحيط بنا في كل مكان:

• محولات؛
• هاتف خليوي؛
• معدات طبية؛
• أجهزة الكمبيوتر؛
• هوائيات.
• المصاعد؛
• الأجهزة المنزلية؛
• خطوط الكهرباء.

الطاقة القادمة من المصادر تختلف في التردد والطول الموجي– هذه هي الخصائص الرئيسية للمجالات الكهرومغناطيسية. اكتشف العلماء ودرسوا الموجات الكهرومغناطيسية بجميع النطاقات الممكنة المستخدمة في العلوم أو التكنولوجيا. يتكون طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي من مجمل جميع الموجات.

النطاق الطيفي لإشعاع EMF

الضوء الذي تراه العين البشرية هو جزء من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي، ولكنه صغير فقط. وأثناء دراستها تم اكتشاف موجات أخرى. تشمل الموجات الكهرومغناطيسية ما يلي:

1. الأشعة السينية وأشعة جاما هي إشعاع كهرومغناطيسي عالي التردد (3 – 300 ميجا هرتز).
2. الأشعة تحت الحمراء، الضوء المرئي للعين البشرية، وكذلك الأشعة فوق البنفسجية - الإشعاع متوسط ​​التردد (0.3 - 3 ميجا هرتز).
3. الإشعاع الراديوي وأشعة الميكروويف هي إشعاعات منخفضة التردد (3 – 300 كيلو هرتز).

جميع الموجات الكهرومغناطيسية يستخدمها الإنسان ولها تأثير على الكائنات الحية والبيئة. ويزداد النشاط البيولوجي للموجات مع انخفاض طولها.

الإشعاع المنبعث من مصادر التردد المنخفض والمتوسط ​​غير مؤين. هذا يعني انه الضرر الذي يلحق بالصحة عند مستوى مقبول من التعرض لـ EMR يكون في حده الأدنى.

المعدات الطبية - مصادر الإشعاع عالي التردد والإشعاع الكهرومغناطيسي المؤين: أجهزة الأشعة السينية وأجهزة التصوير المقطعي المحوسب - لها تأثير بيولوجي قوي على جسم الإنسان. لا يشكل التصوير بالرنين المغناطيسي والموجات فوق الصوتية خطورة على الجسم لأن الأشعة السينية لا تستخدم في التشخيص.

ينقسم الطيف الكامل للإشعاع الكهرومغناطيسي حسب الطول الموجي إلى نطاقات:

• موجات الراديو (100 كم - 1 مم) - تستخدم في مجال البث التلفزيوني والإذاعي، في الرادار؛
• أفران الميكروويف (300 – 1 مم) – المستخدمة في الصناعة وفي الحياة اليومية: الاتصالات الفضائية والخلوية، وأفران الميكروويف؛
• يستخدم الأشعة تحت الحمراء (2000 ميكرون - 740 نانومتر) على نطاق واسع في الطب الشرعي والعلاج الطبيعي وتجفيف المنتجات أو المنتجات؛
• الإشعاع البصري - 740 - 400 نانومتر - الضوء المرئي للإنسان؛
• أصبحت الأشعة فوق البنفسجية (400 - 10 نانومتر) منتشرة على نطاق واسع في الطب والصناعة: مصابيح مبيدات الجراثيم والكوارتز؛
• تُستخدم الأشعة السينية (0.1 – 1.01 نانومتر) على نطاق واسع في التشخيص الطبي؛
• يستخدم إشعاع جاما (أقل من 0.01 نانومتر) في علاج السرطان.

تعتبر الحدود بين نطاقات الطيف تعسفية للغاية.

مستوى الإشعاع الكهرومغناطيسي

يمكن أن يكون الإشعاع الكهرومغناطيسي الصادر من مصادر المجالات الكهرومغناطيسية الاصطناعية منخفض المستوى وعالي المستوى. يؤثر مستوى طاقة المصدر على شدة الإشعاع الكهرومغناطيسي.

تشمل المصادر عالية المستوى ما يلي:

• خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي.
• النقل الكهربائي
• أبراج البث التلفزيوني والإذاعي، والاتصالات الفضائية والخلوية؛
• محولات؛
• تركيبات الرفع الكهربائية (المصاعد والقطارات الجبلية).

تشمل المصادر منخفضة المستوى جميع أنواع الأجهزة المنزلية والأجهزة المزودة بشاشات CRT والأسلاك الداخلية والمقابس والمفاتيح.

لتحديد مستوى EMR، يتم استخدام جهاز خاص - مقياس التدفق.. ويسجل قيمة مؤشر شدة المجال الكهربائي، والذي بموجبه يتم اتخاذ التدابير الوقائية في حالة تجاوز المعايير.

قصص من قرائنا

فلاديمير
61 سنة

الحد الأقصى لمستوى التعرض المسموح به للسكان هو قيمة شدة الإشعاع الكهرومغناطيسي (EMR) التي لا يوجد عندها أي تأثير ضار على جسم الإنسان.

ولحساب الجرعة الإشعاعية حسب المصدر والمسافة إليه وحجمه هناك جداول وصيغ خاصة. الجرعة الآمنة من الإشعاع الكهرومغناطيسي هي 0.2 - 0.3 μT.

كيف يؤثر الإشعاع الكهرومغناطيسي على الكائنات الحية؟

وقد أدت العديد من الدراسات العلمية إلى هذا الاستنتاج تأثير المجالات الكهرومغناطيسية على جسم الإنسان والحيوان سلبيوعواقبه هي تعطيل عمل الأعضاء الداخلية وتطور الأمراض المختلفة.

يعتمد تأثير الموجات الكهرومغناطيسية على الإنسان على عدة عوامل:

• شدة المجال (المستوى)؛
• أطوالها وتردداتها.
• فترة التعرض؛
• حالة صحة الإنسان.

المصادر ذات المستويات العالية من المجالات الكهرومغناطيسية لها تأثير أكبر على صحة الإنسان. يعتمد عمق الاختراق في الجسم على الطول الموجي: تعمل الحقول ذات الموجات الطويلة على الأعضاء الداخلية والدماغ والحبل الشوكي، أما الموجات القصيرة فتؤثر على الجلد فقط وتؤدي إلى تأثير حراري.

تزيد المجالات الكهرومغناطيسية من المخاطر على صحة الأطفال والأجسام الضعيفة، وكذلك الأشخاص المعرضين لأمراض الحساسية.

يؤدي الإشعاع الكهرومغناطيسي الضار والتداخل مع التعرض المستمر إلى تعطيل عمل جميع أجهزة الجسم ويمكن أن يؤدي إلى مرض الموجات الراديوية، الذي يعاني من أعراضه الكثير من الأشخاص:

• التعب المزمن.
• حالة اللامبالاة
• تفاقم الأمراض المزمنة.
• الصداع المستمر.
• اضطرابات النوم والانتباه.
• الاكتئاب المتكرر.

إذا أخذنا في الاعتبار أن المواطن العادي في المدينة يتعرض باستمرار لتأثير المجال الكهرومغناطيسي طوال حياته، فيمكن تشخيص مرض الموجات الراديوية لدى كل سكان المدينة تقريبًا ويمكن تفسير الأعراض التي تنشأ بدقة من خلال تطوره. إذا لم تتخذ تدابير لحماية نفسك من المجالات الكهرومغناطيسية الضارة، فإن خطر الإصابة بالأمراض المزمنة (عدم انتظام ضربات القلب والسكري) وأمراض الجهاز التنفسي الفيروسية المستمرة يزداد.

بعد التعرض للموجات الكهرومغناطيسية على المدى القصير، يكون الجسم السليم قادرًا على التعافي بشكل كامل والقضاء على التغييرات التي حدثت أثناء وجوده في منطقة زيادة معدل الإشعاع الكهرومغناطيسي.

مع التعرض لفترات طويلة للأشعة الكهرومغناطيسية، ينتهك توازن الطاقة الحيوية في الجسم، وتتراكم التغييرات وتصبح مستقرة.

ما الضرر الذي تسببه السجلات الطبية الإلكترونية لجسم الإنسان؟

لقد ثبت منذ فترة طويلة الضرر الذي تلحقه مصادر الإشعاعات المؤينة بالصحة، وربما لا يوجد شخص لا يعرف عن العواقب السلبية للتعرض للأشعة السينية أو أشعة جاما. لا يزال تأثير المجالات الكهرومغناطيسية الصادرة عن المصادر غير المؤينة على صحة الإنسان غير مفهوم بشكل جيد، لكن العلماء في جميع أنحاء العالم أثبتوا بالفعل تأثيرها السلبي.

الأنواع الرئيسية للإشعاع الكهرومغناطيسي البشري المنشأ:

• خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي.
• انبعاثات الموجات الدقيقة والراديو الصادرة عن أجهزة الاتصالات اللاسلكية والأجهزة المنزلية.

تشكل المجالات الكهرومغناطيسية والإشعاع تهديدًا لجميع أنظمة جسم الإنسان تقريبًا. تحت تأثيرهم:

• يتدهور مرور الإشارات العصبية من الدماغ إلى الأعضاء الأخرى، مما يؤثر على نشاط الكائن الحي بأكمله: ينتهك تنسيق الدماغ، وتضعف ردود الفعل؛
• تم اكتشاف تغيرات سلبية في الحالة العقلية: ضعف الذاكرة والانتباه، وفي الحالات الشديدة ظهور أفكار انتحارية، وأوهام، وهلوسة؛
• هناك تأثير سلبي على الدورة الدموية: يمكن أن يؤدي EMR إلى تكتل خلايا الدم، الأمر الذي سيؤدي إلى انسداد الأوعية الدموية، وعدم انتظام ضربات القلب، وزيادة ضغط الدم.
• هناك انخفاض في نفاذية أغشية الخلايا، بسبب تعرض الجسم لجوع الأكسجين وعدم كفاية الإمداد بالمواد المغذية.
• ينتهك إنتاج الهرمونات، لأنه تحت تأثير المجالات الكهرومغناطيسية هناك تحفيز مستمر للغدة النخامية والغدة الدرقية والغدد الكظرية.
• تنخفض المناعة (التهابات الجهاز التنفسي الفيروسية الحادة المتكررة، والتهاب الحلق)، وتبدأ الخلايا المناعية في مهاجمة خلاياها (حدوث الحساسية) بسبب انخفاض مستوى الخلايا الليمفاوية.
• يزداد خطر الإصابة بالسرطان - هناك أدلة على أن التعرض المكثف لترددات معينة من الطيف الكهرومغناطيسي يمكن أن يكون له تأثير مسرطن؛
• يتم قمع الوظيفة الجنسية لدى الرجال (انخفاض الفاعلية) والنساء (اضطرابات الدورة الشهرية والعقم).

الإشعاع الكهرومغناطيسي له تأثير ضار بشكل خاص على الجنين في الرحم.

يؤدي التجاوز المستمر للجرعة المسموح بها من EMR أثناء الحمل إلى تأثير سلبي على الأم وإلى أمراض نمو الطفل في مراحل مختلفة، خاصة في الأشهر الثلاثة الأولى:

• تشكيل عيوب الأجهزة المختلفة.
• التطور البطيء لأهم أجهزة الجسم.
• ولادة جنين ميت؛
• الولادة المبكرة.

وجدت إحدى الدراسات حول تأثيرات الموجات الكهرومغناطيسية على النساء الحوامل وجود احتمال كبير للإملاص والإجهاض التلقائي عند زيادة الحد الأقصى المسموح به لمستوى الإشعاع الكهرومغناطيسي. هؤلاء المشاركون في التجربة الذين كانوا يرتدون باعثًا كهرومغناطيسيًا باستمرار كان لديهم خطر الإجهاض مرتين. إذا ولد طفل، فهو لديه احتمال كبير لأمراض النمو، لأن EMR يؤثر على بنية الحمض النووي، مما يؤدي إلى إتلافه.

الاستنتاج مخيب للآمال - إن تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي على جسم الإنسان سلبي ويؤثر سلبًا على نشاط جميع أنظمته تقريبًا. ولتجنب آثاره المدمرة على الصحة، لا بد من الاهتمام بسلامة الحياة (LHS) وطرق الحماية من الإشعاع الكهرومغناطيسي.

طرق الحماية من تأثير المجالات الكهرومغناطيسية

تتخلل الكهرباء كل ركن من أركان حياتنا: من المصباح المتوهج البسيط إلى المنشآت الصناعية المعقدة. لم يعد بإمكان الإنسان المعاصر أن يتخيل كيف سيتدبر أمره بدون الأجهزة المنزلية والاتصالات والاتصالات السلكية واللاسلكية. لا يمكن لمعظمنا أن يتخلى تمامًا عن استخدام التيار الكهربائي وفوائد الحضارة، لكن اتباع بعض التوصيات سيقلل من العواقب الصحية المدمرة للآثار الضارة للمجالات الكهرومغناطيسية.

في المؤسسات التي يضطر فيها الأشخاص باستمرار إلى التعامل مع تأثيرات السجلات الطبية الإلكترونية عالية المستوى، يُطلب منهم تركيب شاشات واقية والامتثال الصارم لجميع المتطلبات الصحية والوبائية وقواعد السلامة.

من المهم أن تعرف أن مستوى شدة المجال الكهرومغناطيسي يتناقص كلما ابتعدت عنه مسافة ما. لذا، لكي تحمي نفسك من التأثيرات الضارة لخطوط الجهد العالي على صحة الإنسان، عليك أن تتحرك مسافة آمنة تبلغ 25 متراً من خطوط الكهرباء أو غيرها من مصادر الجهد العالي.

لا يجوز تحت أي ظرف من الظروف بناء المباني السكنية على مسافة أقرب من 30 مترًا من مصادر ذات مستويات عالية من الإشعاع الكهرومغناطيسيولا تسمح للأطفال باللعب بالقرب من صناديق أو أبراج المحولات.

لكي تجعل المعدات الكهربائية حياة الإنسان أسهل، ولا تقصرها، لا بد من الالتزام بالنصائح والقواعد التالية.

1. تعرف على درجة الخطر التي تأتي من مصادر مختلفة للإشعاع الكهرومغناطيسي في المنزل وفي العمل باستخدام مقياس جرعات خاص.
2. وفقا للمؤشرات، قم بترتيب الأجهزة الكهربائية بحيث تكون بعيدة قدر الإمكان عن منطقة الجلوس وطاولة الطعام (على الأقل 2 متر).
3. يجب أن تكون المسافة من شاشة CRT أو التلفزيون 30 سم على الأقل.
4. إذا أمكن، قم بإزالة جميع الأجهزة الكهربائية من غرفة النوم وغرفة الأطفال.
5. ضع الساعات الإلكترونية والمنبهات على مسافة لا تقل عن 10 سم من الوسادة.
6. لا تقترب من فرن ميكروويف أو فرن أو سخان يعمل.
7. لا يُنصح بتقريب الهواتف المحمولة من رأسك أكثر من 2.5 سم، ومن الجيد التحدث عبر مكبر الصوت، وإبقاء الهاتف بعيدًا عنك قدر الإمكان.
8. لا ينبغي عليك حمل الاتصالات الخلوية في جيوبك باستمرار - فأفضل مكان لها هو محفظتك أو محفظتك.
9. قم دائمًا بإيقاف تشغيل الأجهزة الكهربائية غير المستخدمة، لأنها حتى في وضع السكون تنبعث منها جرعة معينة من الإشعاع.
10. يعد استخدام مجفف الشعر قبل النوم أمرًا ضارًا: إذ يبطئ الإشعاع الكهرومغناطيسي إنتاج الميلاتونين ويعطل دورات النوم. يجب عدم استخدام الكمبيوتر أو الجهاز اللوحي قبل أقل من ساعتين من الذهاب إلى السرير.
11. من الضروري التحقق من وجود التأريض في مآخذ توصيل الأجهزة الكهربائية.

يجب أن تعلم أن الغلاف الفولاذي للأجهزة الكهربائية يحمي جيدًا الإشعاع المنبعث منها، ويمكن أن تخترق الموجات الكهرومغناطيسية الجدران: يمكن أن تؤثر الأجهزة الكهربائية الموجودة في الغرفة المجاورة أو مع الجيران أيضًا على الجسم.

يجب على الأمهات الحوامل اتباع جميع التوصيات بدقة إذا كن يرغبن في الحمل والولادة لطفل سليم. الاستخدام المفرط للكمبيوتر أو التحدث على الهاتف الخليوي أثناء الحمل يشكل خطراً على صحة الجنين.

لقد جعل التقدم التكنولوجي الحياة أسهل بكثير بالنسبة للناس ومنحنا مجموعة واسعة من المعدات والإلكترونيات والأجهزة الطبية التي تساعدنا على التمتع بصحة جيدة ووسائل النقل الكهربائية والمصاعد. لكن التأثير السلبي على الإنسان للإشعاع الكهرومغناطيسي الصادر عن الأجهزة والأجهزة الكهربائية وخطوط الكهرباء وأبراج الاتصالات لا يمكن إلا أن يثير قلق المتخصصين والعلماء.

تؤدي العديد من الدراسات إلى استنتاجات مخيبة للآمال مفادها أنه بدون استخدام تدابير وقائية ضد المجالات الكهرومغناطيسية، فإن صحة الإنسان معرضة للخطر. لذلك، إذا لم تكن هناك فرصة أو رغبة للتخلص من جميع فوائد الحضارة والانتقال للعيش في الغابة، فمن الضروري حماية نفسك وأحبائك من الآثار الضارة للسجلات الطبية الإلكترونية من خلال اتباع القواعد البسيطة للبيلاروسية السكك الحديدية للعمل مع الأجهزة الكهربائية واتباع التوصيات المذكورة أعلاه.

النبض الكهرومغناطيسي (EMP) هو ظاهرة طبيعية تنتج عن التسارع المفاجئ للجزيئات (الإلكترونات بشكل رئيسي)، مما يؤدي إلى انفجار مكثف للطاقة الكهرومغناطيسية. تشمل الأمثلة اليومية على EMR البرق، وأنظمة إشعال محركات الاحتراق، والتوهجات الشمسية. على الرغم من أن النبض الكهرومغناطيسي يمكن أن يدمر الأجهزة الإلكترونية، إلا أنه يمكن استخدام هذه التقنية لتعطيل الأجهزة الإلكترونية بشكل مقصود وآمن أو لضمان أمان البيانات الشخصية والسرية.

خطوات

إنشاء باعث كهرومغناطيسي أولي

جمع المواد اللازمة.لإنشاء باعث كهرومغناطيسي بسيط، ستحتاج إلى كاميرا يمكن التخلص منها وسلك نحاسي وقفازات مطاطية ولحام ومكواة لحام وقضيب حديدي. يمكن شراء كل هذه العناصر من متجر الأجهزة المحلي لديك.

• كلما كان السلك الذي تستخدمه للتجربة أكثر سمكًا، كلما كان الباعث النهائي أقوى.
• إذا لم تتمكن من العثور على قضيب حديدي، يمكنك استبداله بقضيب مصنوع من مادة غير معدنية. ومع ذلك، يرجى ملاحظة أن مثل هذا الاستبدال سيؤثر سلبًا على قوة النبض الناتج.
• عند العمل مع الأجزاء الكهربائية التي يمكن أن تحمل شحنة، أو عند تمرير تيار كهربائي عبر جسم ما، نوصي بشدة بارتداء قفازات مطاطية لتجنب حدوث صدمة كهربائية محتملة.

1. تجميع الملف الكهرومغناطيسي.الملف الكهرومغناطيسي هو جهاز يتكون من جزأين منفصلين ولكن في نفس الوقت مترابطان: موصل ونواة. في هذه الحالة، سيكون القلب عبارة عن قضيب حديدي، والموصل سلك نحاسي.

   قم بلحام أطراف الملف الكهرومغناطيسي بالمكثف.عادة ما يكون للمكثف شكل أسطوانة ذات جهتين اتصال، ويمكن العثور عليه على أي لوحة دائرة. في الكاميرا التي تستخدم لمرة واحدة، يكون هذا المكثف هو المسؤول عن الفلاش. قبل فك المكثف، تأكد من إزالة البطارية من الكاميرا، وإلا فقد تتعرض لصدمة كهربائية.

   ابحث عن مكان آمن لاختبار الباعث الكهرومغناطيسي لديك.اعتمادًا على المواد المستخدمة، سيكون النطاق الفعال لخطتك الكهرومغناطيسية حوالي متر واحد في أي اتجاه. ومع ذلك، سيتم تدمير أي أجهزة إلكترونية تم التقاطها بواسطة النبضة الكهرومغناطيسية.

   • لا تنس أن EMR يؤثر على جميع الأجهزة الموجودة داخل النطاق المتأثر، بدءًا من أجهزة دعم الحياة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وحتى الهواتف المحمولة. قد يؤدي أي ضرر يسببه هذا الجهاز عبر النبضات الكهرومغناطيسية إلى عواقب قانونية.
   • تعتبر المنطقة المؤرضة، مثل جذع شجرة أو طاولة بلاستيكية، سطحًا مثاليًا لاختبار الباعث الكهرومغناطيسي.

2. ابحث عن كائن اختبار مناسب.نظرًا لأن المجالات الكهرومغناطيسية تؤثر فقط على الأجهزة الإلكترونية، فكر في شراء جهاز غير مكلف من متجر الإلكترونيات المحلي لديك. يمكن اعتبار التجربة ناجحة إذا توقف الجهاز الإلكتروني عن العمل بعد تنشيط النبض الكهرومغناطيسي.

   • تبيع العديد من متاجر اللوازم المكتبية آلات حاسبة إلكترونية رخيصة الثمن إلى حد ما، والتي يمكنك من خلالها التحقق من فعالية الباعث الذي تم إنشاؤه.

3. أدخل البطارية مرة أخرى في الكاميرا.لاستعادة الشحن، تحتاج إلى تمرير الكهرباء عبر المكثف، والذي سيزود ملفك الكهرومغناطيسي بالتيار ويخلق نبضًا كهرومغناطيسيًا. ضع كائن الاختبار بالقرب من باعث EM قدر الإمكان.

   دع المكثف يشحن.اسمح للبطارية بشحن المكثف مرة أخرى عن طريق فصله عن الملف الكهرومغناطيسي، ثم باستخدام قفازات مطاطية أو ملقط بلاستيكي، قم بإعادة توصيلهما. إذا كنت تعمل بأيدٍ عارية، فإنك تخاطر بالتعرض لصدمة كهربائية.

   قم بتشغيل المكثف.سيؤدي تنشيط الفلاش الموجود على الكاميرا إلى إطلاق الكهرباء المخزنة في المكثف، والتي، عند تمريرها عبر الملف، ستولد نبضًا كهرومغناطيسيًا.

   إنشاء جهاز إشعاع كهرومغناطيسي محمول

   1. اجمع كل ما تحتاجه.سيكون إنشاء جهاز EMR محمول أكثر سلاسة إذا كان لديك جميع الأدوات والمكونات الضرورية معك. سوف تحتاج إلى العناصر التالية:

      قم بإزالة لوحة الدائرة من الكاميرا.يوجد داخل الكاميرا التي تستخدم لمرة واحدة لوحة دوائر مسؤولة عن وظائفها. أولا، قم بإزالة البطاريات، ثم اللوحة نفسها، دون أن تنسى وضع علامة على موضع المكثف.

      • من خلال العمل مع الكاميرا والمكثف في القفازات المطاطية، ستحمي نفسك من الصدمات الكهربائية المحتملة.
      • عادة ما تكون المكثفات على شكل أسطوانة ذات طرفين متصلين بلوحة. يعد هذا أحد أهم أجزاء جهاز EMR المستقبلي.
      • بعد إزالة البطارية، انقر فوق الكاميرا عدة مرات لاستخدام الشحنة المتراكمة في المكثف. بسبب الشحن المتراكم، يمكنك الحصول على صدمة كهربائية في أي وقت.

   2. لف السلك النحاسي حول قلب الحديد.خذ ما يكفي من الأسلاك النحاسية بحيث تغطي اللفات المتباعدة بشكل متساو قلب الحديد بالكامل. تأكد أيضًا من أن الملفات متماسكة معًا بإحكام، وإلا فسيؤثر ذلك سلبًا على طاقة النبض الكهرومغناطيسي.

      • اترك كمية صغيرة من الأسلاك عند حواف اللف. إنها ضرورية لتوصيل بقية الجهاز بالملف.

   3. تطبيق العزل على هوائي الراديو.سيكون هوائي الراديو بمثابة المقبض الذي سيتم تثبيت البكرة ولوحة الكاميرا عليه. لف شريطًا كهربائيًا حول قاعدة الهوائي للحماية من الصدمات الكهربائية.

      قم بتثبيت اللوحة على قطعة سميكة من الورق المقوى.سيكون الورق المقوى بمثابة طبقة أخرى من العزل، مما سيحميك من التفريغ الكهربائي غير السار. خذ اللوحة وقم بتثبيتها على الورق المقوى بشريط كهربائي، ولكن بحيث لا يغطي مسارات الدائرة الموصلة للكهرباء.

      • قم بتثبيت اللوحة بحيث يكون وجهها لأعلى حتى لا يتلامس المكثف وآثاره الموصلة مع الورق المقوى.
      • يجب أيضًا أن يحتوي الجزء الخلفي من الورق المقوى لثنائي الفينيل متعدد الكلور على مساحة كافية لحجرة البطارية.

   4. قم بتوصيل الملف الكهرومغناطيسي بنهاية هوائي الراديو.نظرًا لأن التيار الكهربائي يجب أن يمر عبر الملف لإنشاء EMI، فمن الجيد إضافة طبقة ثانية من العزل عن طريق وضع قطعة صغيرة من الورق المقوى بين الملف والهوائي. خذ شريطًا كهربائيًا وقم بتثبيت البكرة على قطعة من الورق المقوى.

      لحام مصدر الطاقة.حدد موقع موصلات البطارية على اللوحة وقم بتوصيلها بنقاط الاتصال المقابلة في حجرة البطارية. بعد ذلك، يمكنك تأمين كل شيء بشريط كهربائي على جزء مجاني من الورق المقوى.

      قم بتوصيل الملف بالمكثف.تحتاج إلى لحام حواف السلك النحاسي بأقطاب المكثف. يجب أيضًا تركيب مفتاح بين المكثف والملف الكهرومغناطيسي للتحكم في تدفق الكهرباء بين المكونين.

محتوى المقال

الاشعاع الكهرومغناطيسي،الموجات الكهرومغناطيسية المثارة بواسطة أجسام مشعة مختلفة - الجسيمات المشحونة والذرات والجزيئات والهوائيات وما إلى ذلك. اعتمادًا على الطول الموجي، يتم تمييز إشعاع جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو والتذبذبات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد .

قد يبدو من المدهش أن مثل هذه الظواهر الفيزيائية المختلفة ظاهريًا لها أساس مشترك. في الواقع، ما هو الشيء المشترك بين قطعة من المادة المشعة، وأنبوب الأشعة السينية، ومصباح تفريغ الزئبق، ومصباح يدوي، وموقد دافئ، ومحطة بث إذاعي، ومولد كهربائي متصل بخط كهرباء؟ كما هو الحال بالفعل بين الفيلم الفوتوغرافي والعين والمزدوجة الحرارية وهوائي التلفزيون وجهاز استقبال الراديو. ومع ذلك، فإن القائمة الأولى تتكون من مصادر، والثانية - من مستقبلات الإشعاع الكهرومغناطيسي. تختلف أيضًا تأثيرات أنواع الإشعاع المختلفة على جسم الإنسان: تخترقه أشعة جاما والأشعة السينية، مما يسبب تلف الأنسجة، والضوء المرئي يسبب إحساسًا بصريًا في العين، والأشعة تحت الحمراء، التي تسقط على جسم الإنسان، وتسخنه، وموجات الراديو والذبذبات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد تؤثر على جسم الإنسان ولا يشعر بها على الإطلاق. وعلى الرغم من هذه الاختلافات الواضحة، فإن كل هذه الأنواع من الإشعاع هي في الأساس جوانب مختلفة لنفس الظاهرة.

التفاعل بين المصدر والمستقبل بشكل رسمي هو أنه مع أي تغيير في المصدر، على سبيل المثال عند تشغيله، يتم ملاحظة بعض التغيير في المستقبل. وهذا التغيير لا يحدث فورًا، بل بعد مرور بعض الوقت، ويتوافق كميًا مع فكرة أن شيئًا ما يتحرك من المصدر إلى المستقبل بسرعة عالية جدًا. تُظهر النظرية الرياضية المعقدة ومجموعة كبيرة ومتنوعة من البيانات التجريبية أن التفاعل الكهرومغناطيسي بين المصدر والمستقبل، مفصولين بفراغ أو غاز مخلخل، يمكن تمثيله في شكل موجات تنتشر من المصدر إلى المستقبل بسرعة الضوء مع.

سرعة الانتشار في الفضاء الحر هي نفسها لجميع أنواع الموجات الكهرومغناطيسية، من أشعة جاما إلى الموجات المنخفضة التردد. لكن عدد التذبذبات لكل وحدة زمنية (أي التردد F) يختلف على نطاق واسع جدًا: من عدة تذبذبات في الثانية للموجات الكهرومغناطيسية في نطاق التردد المنخفض إلى 1020 ذبذبة في الثانية في حالة الأشعة السينية وأشعة جاما. بما أن الطول الموجي (أي المسافة بين حدبات الموجة المجاورة؛ الشكل 1) يُعطى بواسطة ل = ج/Fكما أنه يختلف أيضًا على نطاق واسع - من عدة آلاف من الكيلومترات للتذبذبات منخفضة التردد إلى 10-14 مترًا للأشعة السينية وإشعاع جاما. ولهذا السبب يختلف تفاعل الموجات الكهرومغناطيسية مع المادة باختلاف أجزاء طيفها. ومع ذلك، فإن كل هذه الموجات مرتبطة ببعضها البعض، تمامًا كما ترتبط تموجات الماء والأمواج الموجودة على سطح البركة وأمواج المحيط العاصفة، والتي لها أيضًا تأثيرات مختلفة على الأشياء التي تصادفها على طول طريقها. تختلف الموجات الكهرومغناطيسية بشكل كبير عن موجات الماء وعن الصوت من حيث أنها يمكن أن تنتقل من مصدر إلى جهاز استقبال عبر الفراغ أو الفضاء بين النجوم. على سبيل المثال، تؤثر الأشعة السينية المتولدة في أنبوب مفرغ على فيلم فوتوغرافي يقع بعيدًا عنه، بينما لا يمكن سماع صوت الجرس الموجود أسفل الغطاء إذا تم ضخ الهواء من أسفل الغطاء. وتستقبل العين أشعة الضوء المرئي القادمة من الشمس، ويستقبل الهوائي الموجود على الأرض إشارات الراديو من مركبة فضائية على بعد ملايين الكيلومترات. وبالتالي، لا توجد حاجة إلى وسط مادي، مثل الماء أو الهواء، لانتشار الموجات الكهرومغناطيسية.

مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي.

على الرغم من الاختلافات الفيزيائية، فإنه في جميع مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي، سواء كانت مادة مشعة أو مصباح متوهج أو جهاز إرسال تلفزيوني، فإن هذا الإشعاع يستثار عن طريق الشحنات الكهربائية المتسارعة. هناك نوعان رئيسيان من المصادر. وفي المصادر "المجهرية"، تقفز الجسيمات المشحونة من مستوى طاقة إلى آخر داخل الذرات أو الجزيئات. تنبعث بواعث من هذا النوع من أشعة غاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء، وفي بعض الحالات إشعاعات ذات طول موجي أطول (مثال على الأخير هو الخط الموجود في طيف الهيدروجين المقابل لطول موجة يبلغ 21 سم، والذي يلعب دورًا دور مهم في علم الفلك الراديوي). يمكن تسمية مصادر النوع الثاني بالعيانية. فيها، تؤدي الإلكترونات الحرة للموصلات تذبذبات دورية متزامنة. يمكن أن يحتوي النظام الكهربائي على مجموعة واسعة من التكوينات والأحجام. تولد الأنظمة من هذا النوع إشعاعًا يتراوح من الموجات المليمترية إلى الموجات الأطول (في خطوط الكهرباء).

تنبعث أشعة جاما تلقائيًا عند اضمحلال نواة المواد المشعة مثل الراديوم. في هذه الحالة، تحدث عمليات معقدة من التغييرات في بنية النواة المرتبطة بحركة الشحنات. التردد المولد Fيتحدد من خلال فرق الطاقة ه 1و ه 2حالتان للنواة: و =(ه 1 – ه 2)/ح، أين ح- ثابت بلانك .

يحدث إشعاع الأشعة السينية عندما يتم قصف سطح الأنود المعدني (الكاثود المضاد) في الفراغ بواسطة الإلكترونات بسرعات عالية. تتباطأ سرعتها بسرعة في مادة الأنود، وتطلق هذه الإلكترونات ما يسمى بإشعاع bremsstrahlung، وهو ذو طيف مستمر، وإعادة هيكلة البنية الداخلية لذرات الأنود التي تحدث نتيجة القصف الإلكتروني، ونتيجة لذلك تمر الإلكترونات الذرية إلى حالة ذات طاقة أقل، مصحوبة بانبعاث ما يسمى بالإشعاع المميز، والذي يتم تحديد تردده بواسطة مادة الأنود.

نفس التحولات الإلكترونية في الذرة تنتج إشعاع الضوء فوق البنفسجي والمرئي. أما بالنسبة للأشعة تحت الحمراء، فهي عادة ما تكون نتيجة تغيرات ليس لها تأثير يذكر على البنية الإلكترونية وترتبط في المقام الأول بالتغيرات في سعة الاهتزازات والزخم الزاوي للجزيء.

تحتوي مولدات الذبذبات الكهربائية على "دائرة تذبذبية" من نوع أو آخر، تقوم فيها الإلكترونات بتذبذبات قسرية بتردد يعتمد على تصميمها وحجمها. يتم إنشاء أعلى الترددات المقابلة للموجات المليمترية والسنتيمترية بواسطة الكليسترونات والمغنطرونات - وهي أجهزة فراغ كهربائية ذات مرنانات حجمية معدنية ، حيث يتم تحفيز التذبذبات بواسطة تيارات الإلكترون. في المولدات ذات التردد المنخفض، تتكون الدائرة المتذبذبة من مغو (محاثة ل) والمكثف (السعة ج) ويتم استثارته بواسطة دائرة أنبوبية أو ترانزستور. يتم إعطاء التردد الطبيعي لمثل هذه الدائرة، التي تكون قريبة من الرنين عند التوهين المنخفض، بواسطة التعبير.

يتم إنشاء المجالات المتناوبة ذات التردد المنخفض جدًا المستخدمة لنقل الطاقة الكهربائية بواسطة مولدات تيار الآلة الكهربائية حيث تدور الدوارات التي تحمل لفات الأسلاك بين أقطاب المغناطيس.

نظرية ماكسويل، الأثير والتفاعل الكهرومغناطيسي.

عندما تمر سفينة محيطية على مسافة ما من قارب صيد في طقس هادئ، بعد مرور بعض الوقت، يبدأ القارب في التأرجح بعنف على الأمواج. والسبب في ذلك واضح للجميع: من مقدمة البطانة تجري موجة على طول سطح الماء على شكل سلسلة من الحدبات والمنخفضات، تصل إلى قارب الصيد.

عندما يتم إثارة تذبذبات الشحنة الكهربائية بمساعدة مولد خاص في هوائي مثبت على قمر صناعي للأرض وموجه نحو الأرض، يتم إثارة تيار كهربائي في هوائي الاستقبال على الأرض (أيضًا بعد مرور بعض الوقت). كيف ينتقل التفاعل من المصدر إلى المستقبل إذا لم تكن هناك بيئة مادية بينهما؟ وإذا كان من الممكن تمثيل الإشارة التي تصل إلى جهاز الاستقبال كنوع من الموجة الساقطة، فما نوع الموجة التي يمكن أن تنتشر في الفراغ، وكيف يمكن أن تظهر الحدبات والمنخفضات حيث لا يوجد شيء؟

لقد كان العلماء يفكرون في هذه الأسئلة فيما يتعلق بالضوء المرئي المنتشر من الشمس إلى عين الراصد لفترة طويلة. طوال معظم القرن التاسع عشر. حاول علماء الفيزياء مثل O. Fresnel، I. Fraunhofer، F. Neumann العثور على الإجابة في حقيقة أن الفضاء ليس فارغًا في الواقع، ولكنه مملوء بوسط معين ("الأثير المضيء")، يتمتع بخصائص المرونة. صلب. ورغم أن هذه الفرضية ساعدت في تفسير بعض الظواهر في الفراغ، إلا أنها أدت إلى صعوبات لا يمكن التغلب عليها في مشكلة مرور الضوء عبر حدود وسطين، مثل الهواء والزجاج. وهذا ما دفع عالم الفيزياء الأيرلندي ج. ماكولا إلى التخلص من فكرة الأثير المرن. وفي عام 1839، اقترح نظرية جديدة تفترض وجود وسط له خصائص مختلفة عن جميع المواد المعروفة. مثل هذا الوسط لا يقاوم الضغط والقص، ولكنه يقاوم الدوران. وبسبب هذه الخصائص الغريبة، لم يجذب نموذج ماكولا للأثير الكثير من الاهتمام في البداية. ومع ذلك، في عام 1847 أثبت كلفن وجود تشابه بين الظواهر الكهربائية والمرونة الميكانيكية. وبناءً على ذلك، وكذلك من أفكار إم. فاراداي حول خطوط قوة المجالات الكهربائية والمغناطيسية، اقترح ج. ماكسويل نظرية للظواهر الكهربائية، والتي، على حد تعبيره، "تنفي العمل عن بعد وتنسب العمل الكهربائي إلى علاوة على ذلك، فإن هذه الجهود هي نفسها التي يتعامل معها المهندسون، والوسط هو على وجه التحديد الوسط الذي من المفترض أن ينتشر فيه الضوء. في عام 1864، صاغ ماكسويل نظام المعادلات الذي يغطي جميع الظواهر الكهرومغناطيسية. من الجدير بالذكر أن نظريته كانت تذكرنا من نواحٍ عديدة بالنظرية التي اقترحها ماكولا قبل ربع قرن. كانت معادلات ماكسويل شاملة لدرجة أنه تم استخلاص قوانين كولوم والأمبير والحث الكهرومغناطيسي منها، وتم التوصل إلى نتيجة مفادها أن سرعة انتشار الظواهر الكهرومغناطيسية تتزامن مع سرعة الضوء.

بعد أن تم إعطاء معادلات ماكسويل شكلًا أبسط (بفضل O. Heaviside وG. Hertz)، أصبحت معادلات المجال جوهر النظرية الكهرومغناطيسية. على الرغم من أن هذه المعادلات نفسها لم تتطلب تفسير ماكسويل بناءً على أفكار حول الضغوط والضغوط في الأثير، إلا أن هذا التفسير كان مقبولًا عالميًا. إن النجاح الذي لا شك فيه للمعادلات في التنبؤ وتفسير الظواهر الكهرومغناطيسية المختلفة تم اعتباره بمثابة تأكيد على صحة ليس فقط المعادلات، ولكن أيضًا على النموذج الآلي الذي على أساسه تم استخلاصها وتفسيرها، على الرغم من أن هذا النموذج كان غير مهم على الإطلاق للنظرية الرياضية . أصبحت خطوط مجال فاراداي وأنابيب التيار، إلى جانب التشوهات والإزاحات، من السمات الأساسية للأثير. تم اعتبار الطاقة مخزنة في بيئة متوترة، وقد قدم ج. بوينتينج تدفقها في عام 1884 كمتجه، والذي يحمل اسمه الآن. وفي عام 1887، أثبت هيرتز تجريبيًا وجود الموجات الكهرومغناطيسية. وفي سلسلة من التجارب الرائعة، قام بقياس سرعة انتشارها وأظهر أنها يمكن أن تنعكس وتنكسر وتستقطب. في عام 1896، حصل ماركوني على براءة اختراع للاتصالات الراديوية.

في أوروبا القارية، بشكل مستقل عن ماكسويل، تم تطوير نظرية العمل بعيد المدى - وهو نهج مختلف تماما لمشكلة التفاعل الكهرومغناطيسي. كتب ماكسويل حول هذا الموضوع: “وفقًا لنظرية الكهرباء، التي تحرز تقدمًا كبيرًا في ألمانيا، فإن جسيمين مشحونين يؤثران بشكل مباشر على بعضهما البعض على مسافة بقوة، والتي تعتمد، حسب فيبر، على سرعتهما النسبية وتصرفاتهما. وفقًا لنظرية مبنية على أفكار جاوس وطورها ريمان ولورنتز ونيومان، ليس على الفور، ولكن بعد مرور بعض الوقت، اعتمادًا على المسافة. إن قوة هذه النظرية، التي تشرح أي نوع من الظواهر الكهربائية لهؤلاء الأشخاص المتميزين، لا يمكن تقديرها حقًا إلا من خلال دراستها. تم تطوير النظرية التي تحدث عنها ماكسويل بشكل كامل من قبل الفيزيائي الدنماركي ل. لورنتز بمساعدة الإمكانات العددية والمتجهة، تقريبًا كما هو الحال في النظرية الحديثة. رفض ماكسويل فكرة الفعل المؤجل عن بعد، سواء كان ذلك إمكانات أو قوى. وكتب: "هذه الفرضيات الفيزيائية غريبة تمامًا عن أفكاري حول طبيعة الأشياء". ومع ذلك، كانت نظرية ريمان ولورنتز مطابقة رياضيًا لنظريته، واتفقا في النهاية على أن النظرية طويلة المدى لديها أدلة أفضل. في رسالة في الكهرباء والمغناطيسية (رسالة في الكهرباء والمغناطيسية(1873) كتب: «يجب ألا نغفل حقيقة أننا اتخذنا خطوة واحدة فقط في نظرية عمل البيئة. لقد اقترحنا أنها كانت في حالة توتر، لكننا لم نوضح على الإطلاق ما هو هذا التوتر وكيف تم الحفاظ عليه”.

في عام 1895، قام الفيزيائي الهولندي إتش. لورنتز بدمج النظريات المحدودة المبكرة للتفاعل بين الشحنات الثابتة والتيارات، والتي تنبأت بنظرية الإمكانات المتأخرة لـ L. لورنتز والتي تم إنشاؤها بشكل أساسي بواسطة فيبر، مع النظرية العامة لماكسويل. اعتبر لورنتز أن المادة تحتوي على شحنات كهربائية، والتي تتفاعل مع بعضها البعض بطرق مختلفة، وتنتج جميع الظواهر الكهرومغناطيسية المعروفة. فبدلاً من قبول مفهوم الفعل المؤجل عن بعد، الذي وصفته جهود ريمان ولورنتز المتأخرة، انطلق من افتراض أن حركة الشحنات تولد موجات كهرومغناطيسية مجالقادرة على الانتشار عبر الأثير ونقل الزخم والطاقة من نظام شحن إلى آخر. ولكن هل وجود وسط مثل الأثير ضروري لانتشار المجال الكهرومغناطيسي على شكل موجة كهرومغناطيسية؟ العديد من التجارب المصممة لتأكيد وجود الأثير، بما في ذلك تجربة "سحب الأثير"، أعطت نتائج سلبية. علاوة على ذلك، تبين أن فرضية وجود الأثير تتعارض مع النظرية النسبية ومع موقف ثبات سرعة الضوء. يمكن توضيح الاستنتاج بكلمات أ. أينشتاين: "إذا لم يتميز الأثير بأي حالة حركة محددة، فمن غير المنطقي تقديمه ككيان معين من نوع خاص إلى جانب الفضاء".

الإشعاع وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية.

تؤثر الشحنات الكهربائية التي تتحرك بتسارع والتيارات المتغيرة بشكل دوري على بعضها البعض بقوى معينة. يعتمد حجم واتجاه هذه القوى على عوامل مثل تكوين وحجم المنطقة التي تحتوي على الشحنات والتيارات، وحجم التيارات واتجاهها النسبي، والخواص الكهربائية للوسط المعين، والتغيرات في تركيز الشحنات و توزيع التيارات المصدر. ونظرا لتعقيد الصياغة العامة للمشكلة، لا يمكن تمثيل قانون القوى في شكل صيغة واحدة. يتم تحديد الهيكل المسمى بالمجال الكهرومغناطيسي، والذي يمكن اعتباره كائنًا رياضيًا بحتًا إذا رغبت في ذلك، من خلال توزيع التيارات والشحنات الناتجة عن مصدر معين، مع مراعاة الشروط الحدودية التي يحددها شكل منطقة التفاعل وخصائصها. المادة. عندما نتحدث عن مساحة غير محدودة، يتم استكمال هذه الشروط بشرط حدودي خاص - حالة الإشعاع. وهذا الأخير يضمن السلوك "الصحيح" للمجال عند اللانهاية.

يتميز المجال الكهرومغناطيسي بمتجه شدة المجال الكهربائي هوناقل الحث المغناطيسي ب، ولكل منها في أي نقطة في الفضاء مقدار واتجاه معين. في التين. يوضح الشكل 2 بشكل تخطيطي موجة كهرومغناطيسية ذات نواقل ه و ب، ينتشر في الاتجاه الإيجابي للمحور X. ترتبط المجالات الكهربائية والمغناطيسية ارتباطًا وثيقًا: فهي مكونات لمجال كهرومغناطيسي واحد، لأنها تتحول إلى بعضها البعض خلال تحويلات لورنتز. يقال إن المجال المتجه مستقطب خطيًا (مستوي) إذا ظل اتجاه المتجه ثابتًا في كل مكان، وتغير طوله بشكل دوري. إذا كان المتجه يدور، ولكن طوله لم يتغير، يقال أن المجال له استقطاب دائري؛ إذا تغير طول المتجه بشكل دوري، ويدور هو نفسه، فإن الحقل يسمى مستقطب بيضاوي الشكل.

يمكن توضيح العلاقة بين المجال الكهرومغناطيسي والتيارات والشحنات المتذبذبة التي تدعم هذا المجال من خلال مثال بسيط نسبيًا ولكنه واضح جدًا لهوائي مثل هزاز متماثل نصف موجة (الشكل 3). إذا تم قطع سلك رفيع يبلغ طوله نصف الطول الموجي للإشعاع في المنتصف وتم توصيل مولد عالي التردد بالقطع، فإن الجهد المتناوب المطبق سيحافظ على توزيع التيار الجيبي تقريبًا في الهزاز. في لحظة من الزمن ر= 0، عندما يصل السعة الحالية إلى قيمتها القصوى، ويتم توجيه متجه سرعة الشحنات الموجبة لأعلى (يتم توجيه الشحنات السالبة لأسفل)، عند أي نقطة في الهوائي تكون الشحنة لكل وحدة طول صفرًا. بعد الربع الأول من الفترة ( ر =ت/4) ستتركز الشحنات الموجبة في النصف العلوي من الهوائي، والشحنات السالبة في النصف السفلي. في هذه الحالة، التيار هو صفر (الشكل 3، ب). في هذه اللحظة ر = ت/2 شحنة لكل وحدة طول تساوي صفرًا، ويتم توجيه متجه سرعة الشحنات الموجبة نحو الأسفل (الشكل 3، الخامس). ثم، بحلول نهاية الربع الثالث، يتم إعادة توزيع الرسوم (الشكل 3، ز)، وعند اكتماله تنتهي فترة التذبذب الكاملة ( ر = ت) وكل شيء يبدو مرة أخرى في الشكل. 3، أ.

لكي يتم إرسال إشارة (على سبيل المثال، تيار متغير بمرور الوقت يحرك مكبر صوت الراديو) عبر مسافة، يجب أن يكون الإشعاع الصادر من جهاز الإرسال عدلعن طريق، على سبيل المثال، تغيير سعة التيار في هوائي الإرسال وفقًا للإشارة، مما يستلزم تعديل سعة تذبذبات المجال الكهرومغناطيسي (الشكل 4).

هوائي الإرسال هو ذلك الجزء من جهاز الإرسال الذي تتأرجح فيه الشحنات والتيارات الكهربائية، مما ينبعث منها مجال كهرومغناطيسي في الفضاء المحيط. يمكن أن يكون للهوائي مجموعة واسعة من التكوينات، اعتمادًا على شكل المجال الكهرومغناطيسي المطلوب الحصول عليه. يمكن أن يكون هزازًا متماثلًا واحدًا أو نظامًا من الهزازات المتناظرة الموجودة على مسافة معينة من بعضها البعض وتوفر العلاقة اللازمة بين اتساع ومراحل التيارات. يمكن أن يكون الهوائي هزازًا متناظرًا يقع أمام سطح معدني مسطح أو منحني كبير نسبيًا يعمل بمثابة عاكس. في نطاق موجات السنتيمتر والمليمتر، يكون الهوائي فعالاً بشكل خاص على شكل قرن متصل بدليل موجي للأنبوب المعدني، والذي يلعب دور خط النقل. تعمل التيارات الموجودة في الهوائي القصير عند مدخل الدليل الموجي على تحفيز تيارات متناوبة على سطحه الداخلي. تنتشر هذه التيارات والمجال الكهرومغناطيسي المرتبط بها على طول الدليل الموجي إلى البوق.

ومن خلال تغيير تصميم الهوائي وهندسته، من الممكن تحقيق مثل هذه النسبة من اتساع وأطوار تذبذبات التيار في أجزائه المختلفة بحيث يتضخم الإشعاع في بعض الاتجاهات ويضعف في اتجاهات أخرى (الهوائيات الاتجاهية).

على مسافات كبيرة من هوائي من أي نوع، يكون للمجال الكهرومغناطيسي شكل بسيط إلى حد ما: عند أي نقطة محددة تكون متجهات شدة المجال الكهربائي هوتحريض المجال المغناطيسي فيتتأرجح في الطور في مستويات متعامدة بشكل متبادل، وتتناقص بشكل عكسي مع المسافة من المصدر. في هذه الحالة، يكون لجبهة الموجة شكل كرة متزايدة الحجم، ويتم توجيه ناقل تدفق الطاقة (ناقل Poynting) إلى الخارج على طول نصف قطرها. إن تكامل متجه Poynting على الكرة بأكملها يعطي إجمالي الطاقة المنبعثة في المتوسط ​​الزمني. في هذه الحالة، فإن الموجات التي تنتشر في الاتجاه الشعاعي بسرعة الضوء تحمل من المصدر ليس فقط اهتزازات المتجهات ه و بولكن أيضًا زخم المجال وطاقته.

استقبال الموجات الكهرومغناطيسية وظاهرة التشتت.

إذا تم وضع أسطوانة موصلة في منطقة مجال كهرومغناطيسي ينتشر من مصدر بعيد، فإن التيارات المستحثة فيها ستكون متناسبة مع قوة المجال الكهرومغناطيسي، وبالإضافة إلى ذلك، ستعتمد على اتجاه الأسطوانة بالنسبة إلى أمام الموجة الساقطة وعلى اتجاه متجه شدة المجال الكهربائي. إذا كانت الأسطوانة على شكل سلك قطره صغير مقارنة بطول الموجة فإن التيار المستحث سيكون أقصى عندما يكون السلك موازيا للناقل هموجة السقوط. إذا تم قطع السلك في المنتصف وتم توصيل الحمل بالأطراف الناتجة، فسيتم توفير الطاقة له، كما هو الحال في حالة جهاز استقبال الراديو. تتصرف التيارات في هذا السلك بنفس الطريقة التي تتصرف بها التيارات المتناوبة في هوائي الإرسال، وبالتالي فإنها تبعث أيضًا مجالًا في الفضاء المحيط (أي أن الموجة الساقطة متناثرة).

انعكاس وانكسار الموجات الكهرومغناطيسية.

عادة ما يتم تثبيت هوائي الإرسال عالياً فوق سطح الأرض. إذا كان الهوائي موجودًا في منطقة رملية أو صخرية جافة، فإن التربة تتصرف كعازل (عازل)، وترتبط التيارات التي يسببها الهوائي بالاهتزازات داخل الذرة، حيث لا توجد حاملات شحن مجانية، كما في الموصلات والغازات المؤينة. تخلق هذه الاهتزازات المجهرية مجالًا من الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة من سطح الأرض فوق سطح الأرض، بالإضافة إلى أنها تغير اتجاه انتشار الموجة التي تدخل التربة. تتحرك هذه الموجة بسرعة أقل وبزاوية أصغر من العمود الفقري للموجة الساقطة. وتسمى هذه الظاهرة الانكسار. إذا سقطت الموجة على جزء من سطح الأرض، الذي يتمتع أيضًا بخصائص موصلة، إلى جانب خصائصه العازلة، فإن الصورة العامة للموجة المنكسرة تبدو أكثر تعقيدًا. كما كان من قبل، تغير الموجة اتجاهها عند السطح البيني، ولكن الآن ينتشر المجال الموجود في الأرض بطريقة لا تتطابق فيها الأسطح ذات الأطوار المتساوية مع الأسطح ذات السعات المتساوية، كما هو الحال عادةً مع الموجة المستوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن سعة التذبذبات الموجية تضمحل بسرعة، لأن إلكترونات التوصيل تتخلى عن طاقتها للذرات أثناء الاصطدامات. ونتيجة لذلك، تتحول طاقة التذبذبات الموجية إلى طاقة الحركة الحرارية الفوضوية وتتبدد. لذلك، حيثما تكون التربة موصلة للكهرباء، لا يمكن للأمواج أن تخترقها إلى أعماق كبيرة. الأمر نفسه ينطبق على مياه البحر، مما يجعل الاتصال اللاسلكي مع الغواصات أمرًا صعبًا.

توجد في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض طبقة من الغاز المتأين تسمى الغلاف الأيوني. وتتكون من إلكترونات حرة وأيونات موجبة الشحنة. تحت تأثير الموجات الكهرومغناطيسية المرسلة من الأرض، تبدأ جزيئات الأيونوسفير المشحونة في التذبذب وتنبعث من المجال الكهرومغناطيسي الخاص بها. تتفاعل الجسيمات الأيونوسفيرية المشحونة مع الموجة المرسلة بنفس الطريقة تقريبًا التي تتفاعل بها الجسيمات العازلة في الحالة التي تمت مناقشتها أعلاه. ومع ذلك، فإن إلكترونات الغلاف الأيوني لا ترتبط بالذرات، كما هو الحال في المواد العازلة. إنهم يتفاعلون مع المجال الكهربائي للموجة المرسلة ليس على الفور، ولكن مع بعض تحول الطور. ونتيجة لذلك، لا تنتشر الموجة في الأيونوسفير بزاوية أصغر، كما هو الحال في العازل الكهربائي، ولكن بزاوية أكبر إلى الوضع الطبيعي من الموجة الساقطة المرسلة من الأرض، وتبين سرعة الطور للموجة في الأيونوسفير أن تكون أكبر من سرعة الضوء ج. وعندما تسقط الموجة بزاوية حرجة معينة فإن الزاوية بين الشعاع المنكسر والعمودي تصبح قريبة من خط مستقيم، ومع زيادة زاوية السقوط ينعكس الإشعاع نحو الأرض. ومن الواضح، في هذه الحالة، أن إلكترونات الأيونوسفير تخلق حقلاً يعوض مجال الموجة المنكسرة في الاتجاه الرأسي، ويعمل الأيونوسفير كمرآة.

الطاقة ونبض الإشعاع.

في الفيزياء الحديثة، يتم الاختيار بين نظرية ماكسويل للمجال الكهرومغناطيسي ونظرية الفعل المتأخر بعيد المدى لصالح نظرية ماكسويل. وطالما أننا مهتمون فقط بالتفاعل بين المصدر والمستقبل، فإن كلا النظريتين متساويتان في الجودة. ومع ذلك، فإن نظرية العمل بعيد المدى لا تعطي أي إجابة لسؤال مكان وجود الطاقة التي أطلقها المصدر بالفعل، لكنه لم يتلقها بعد من قبل المتلقي. وبحسب نظرية ماكسويل فإن المصدر ينقل الطاقة إلى الموجة الكهرومغناطيسية، حيث تبقى فيها حتى يتم نقلها إلى جهاز الاستقبال الذي يمتص الموجة. وفي الوقت نفسه، يتم ملاحظة قانون الحفاظ على الطاقة في كل مرحلة.

وبالتالي، فإن الموجات الكهرومغناطيسية لها طاقة (وكذلك الزخم)، مما يجعلها تعتبر حقيقية مثل الذرات. تنقل الإلكترونات والبروتونات الموجودة في الشمس الطاقة إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي، خاصة في مناطق الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية من الطيف؛ وبعد حوالي 500 ثانية، من وصولها إلى الأرض، تطلق هذه الطاقة: ترتفع درجة الحرارة، ويحدث التمثيل الضوئي في الأوراق الخضراء للنباتات، وما إلى ذلك. في عام 1901، قام بي إن ليبيديف بقياس ضغط الضوء تجريبيًا، مؤكدًا أن الضوء ليس لديه طاقة فحسب، بل يحتوي أيضًا على زخم (والعلاقة بينهما متوافقة مع نظرية ماكسويل).

الفوتونات ونظرية الكم.

في مطلع القرنين التاسع عشر والعشرين، عندما بدا أنه قد تم أخيرًا بناء نظرية شاملة للإشعاع الكهرومغناطيسي، قدمت الطبيعة مفاجأة أخرى: فقد تبين أنه بالإضافة إلى الخصائص الموجية التي وصفتها نظرية ماكسويل، فإن الإشعاع يظهر أيضًا الخصائص من الجزيئات، وكلما كانت الموجات أقوى كلما كان طولها أقصر. تتجلى هذه الخصائص بشكل خاص في ظاهرة التأثير الكهروضوئي (خروج الإلكترونات من سطح المعدن تحت تأثير الضوء)، والتي اكتشفها ج.هيرتز عام 1887. اتضح أن طاقة كل إلكترون يتم طرده تعتمد على التردد نضوء الحادث، ولكن ليس على شدته. يشير هذا إلى أن الطاقة المرتبطة بموجة الضوء تنتقل في أجزاء منفصلة - الكميات. إذا قمت بزيادة شدة الضوء الساقط، فإن عدد الإلكترونات المنطلقة لكل وحدة زمنية يزداد، ولكن ليس طاقة كل منها. بمعنى آخر، ينقل الإشعاع الطاقة في أجزاء صغيرة معينة - مثل جزيئات الضوء، والتي تسمى الفوتونات. لا يمتلك الفوتون كتلة سكون ولا شحنة، ولكن له دوران وزخم مساوٍ لهما حن/جوالطاقة تساوي حن; يتحرك في الفضاء الحر بسرعة ثابتة ج.

كيف يمكن للإشعاع الكهرومغناطيسي أن يمتلك كل خصائص الموجات، والتي تتجلى في التداخل والحيود، لكنه يتصرف مثل تيار من الجسيمات في حالة التأثير الكهروضوئي؟ في الوقت الحاضر، يمكن العثور على التفسير الأكثر إرضاءً لهذه الازدواجية في الشكلية المعقدة للديناميكا الكهربائية الكمومية. لكن هذه النظرية المعقدة لها أيضًا صعوباتها، كما أن اتساقها الرياضي أمر مشكوك فيه. الجسيمات الأولية؛ التأثير الكهروضوئي؛ ميكانيكا الكم؛ المتجه.

لحسن الحظ، في المسائل العيانية الخاصة بانبعاث واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية المليمترية والأطول، لا تكون تأثيرات ميكانيكا الكم كبيرة في العادة. عدد الفوتونات المنبعثة، على سبيل المثال، من هوائي ثنائي القطب متماثل كبير جدًا، والطاقة المنقولة بواسطة كل واحد منهم صغيرة جدًا بحيث يمكننا أن ننسى الكميات المنفصلة ونعتبر أن انبعاث الإشعاع هو عملية مستمرة.