Физическая характеристика электромагнитных излучений

Физическая характеристика электромагнитных излучений. Электромагнитное излучение возникает вследствие излучения энергии от любых источников электрических токов (промышленные генераторы высокой частоты, генераторы телевизионных и радиолокационных станций, рентгеновские установки и другие источники). Это периодически переменное в пространстве электромагнитное поле, в котором переменные электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны и любое изменение электрического поля влечет за собой изменение магнитного поля (и наоборот).

В понятие "электромагнитное поле радиоволн" входит весь диапазон радиочастот, ограниченный, с одной стороны, частотой 103 Гц (длина волны 300 км), а с другой — частотой 10~12 Гц (длина волны 0,03 мм). Этот участок спектра электромагнитных волн применяют в радиовещании, телевидении, радиолокации, радиоастрономии, сотовой, спутниковой связи и др.

Частота колебаний электромагнитного поля определяется частотой колебаний возбуждающего источника и в процессе распространения радиоволн не изменяется. Скорость распространения радиоволн в пространстве составляет 300 000 км/с.

Электромагнитные волны, распространяясь в пространстве, переносят энергию на значительные расстояния. Электрическая составляющая электромагнитного поля характеризуется напряженностью электрического поля Е, магнитная составляющая — магнитной напряженностью (Н). Величины Е и H изменяются во времени по одному и тому же закону, а соотношение между их мгновенными значениями остается постоянным.

Кроме понятия напряженности электрического поля, в практике для оценки величины электромагнитного поля для ультра - и сверхвысоких частот используют понятие поверхностной плотности потока энергии (ППЭ). Это количество энергии, проникающее через единичную площадь, перпендикулярную к направлению распространения электромагнитной энергии. Поверхностную ППЭ оценивают в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). В практике обычно используют такие единицы: мВт/см2 и мкВт/см2 (1 Вт/м2 = 0,1 мВт/см2 =100 мкВт/см2).

Между величиной поверхностной ППЭ и напряженностью электрического поля существует такая зависимость:

ППЭ = Е2/3,77,

где Е — напряженность поля (В/м).

В табл. 106 приведена номенклатура диапазонов частот (волн), для которых устанавливаются предельно допустимые уровни влияния электромагнитных полей. Диапазоны 1—4 практически не используют, поэтому они не приведены в табл. 106.

Электромагнитные поля в диапазонах частот 5—8 оценивают по напряженности поля (Е), а в диапазонах 9—11 — по поверхностной ППЭ. В диапазоне километровых, гектаметровых и дециметровых волн и частично метровых волн сейчас работают станции радиовещания и радиосвязи; в диапазоне метровых волн — телецентры и телевизионные ретрансляторы; в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах — радиолокационные станции, системы радионавигации и радиоастрономии.