Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!

 

 

 

 


«Явление электромагнетизма и его влияние на окружающий мир»

/ БЖД
Конспект, 

Оглавление

 

Явление электромагнетизма открыл датский естествоиспы­татель Х.К. Эрстед, который впервые заметил магнитное дей­ствие электрических токов. Продолжая исследования в этом направлении, М. Фарадей обнаружил, что временное измене­ние в магнитных полях создает электрический ток. Осмысливая свои эксперименты, он ввел понятие «силовые линии». М. Фа­радей, обладавший талантом экспериментатора и богатым во­ображением, с классической ясностью представлял себе дейст­вие электрических сил от точки к точке в их «силовом поле». На основе своего представления о силовых линиях он предпо­ложил, что существует глубокое родство электричества и света, и хотел построить и экспериментально обосновать новую опти­ку, в которой свет рассматривался бы как колебания силового поля. Эта мысль была необычайно смела для того времени, но достойна исследователя, который считал, что только тот нахо­дит великое, кто исследует маловероятное.

Структурные уровни организации материи М. Фарадей пришел к выводу, что учение об электричестве и оптика взаимосвязаны и образуют единую область. Его рабо­ты стали исходным пунктом исследований Дж. К. Максвелла, заслуга которого состоит в математической разработке идей М. Фарадея о магнетизме и электричестве. Используя высоко­развитые математические методы, Максвелл «перевел» модель силовых линий Фарадея в математическую формулу. Понятие «поле сил» первоначально складывалось как вспомогательное математическое понятие. Дж. К. Максвелл придал ему физиче­ский смысл и стал рассматривать поле как самостоятельную физическую реальность: «Электромагнитное поле – это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии» [4, с.176].

Выяснилось, что наша планета Земля обладает маг­нитными свойствами. Стрелка компаса всегда ориентируется по магнитному меридиану, указывая одним концом на север, дру­гим – на юг. Магнитологи показали, что для создания наблюдаемого геомагнитного поля в центре Земли необходимо помес­тить гигантский цилиндрический магнит диаметром 200 км и длиной 4000 км. Ось земного магнита расположена под углом 11,50 к оси вращения Земли, поэтому магнитные полюса не со­впадают с географическими. Со временем магнитные полюса меняют свое положение. Установлено, что северный магнитный полюс за сутки перемещается по поверхности Земли на 20,5 м, или 7,5 км в год, а Южный – на 30 м (11 км в год). Как у всякого магнита, магнитные силовые линии Земли выходят из одного полюса и через околоземное пространство замыкаются в дру­гом полюсе. За счет этого явления около Земли создается маг­нитосфера (рис. 1).


Она задерживает потоки солнечных заряженных частиц, назы­ваемых плазмой, или солнечным ветром, не пропуская их к повер­хности планеты. Солнечный ветер как бы огибает Землю и смеща­ется на ночную сторону, вытягивая, в свою очередь, и магнитные силовые линии в этом же направлении. Деформация магнитных силовых линий связана с тем, что потоки солнечной плазмы несут с собой как бы «вмороженное» магнитное поле, которое и взаи­модействует с магнитосферой Земли. За последние 600 тыс. лет палеомагнитологи зафиксировали 12 эпох инверсии геомагнитно­го поля (табл. 1).

                                                                        Таблица 1

 

 
 


К этим эпохам приурочиваются геологические, климатичес­кие, биологические изменения на Земле, Спад геомагнитного поля 100 до минимального значения происходит примерно за 2700 лет, а его восстановление – за 8700 лет, т.е. полный цикл составляет около 11 400 лет. Г.Н. Матюшин считает, что инверсия, происшедшая 250 тыс. лет назад, привела к появлению неандер­тальца, обладающего зачатками речи [5, с.102].

Таким образом, жизнь на Земле существует в условиях есте­ственного (земного) магнитного поля. Однако напряженность его не везде одинакова. На Земле есть области сильных магнитных аномалий, например в районах залежей магнетитовых и других руд, богатых железом, где напряженность магнитного поля зача­стую превышает среднюю величину в 2–3 раза (район Курской магнитной аномалии – КМА).

В последние годы значительно возрастает количество элект­ромагнитной энергии, рассеиваемой в атмосферу электростан­циями, радио- и телетрансляционными станциями, линиями элек­тропередач. К 2005 г., по прогнозам, оно составит 0,01% солнеч­ной радиации, а следовательно, явится существенным экологическим фактором. С этой точки зрения представляют интерес экспериментальные исследования, в которых выявляет­ся чувствительность к действию магнитного поля. Например, в 1960 г. была обнаружена способность растений реагировать на направление магнитных силовых линий поля Земли. Семена рас­тений, ориентированные зародышевой частью к южному маг­нитному полюсу, прорастали более энергично, проростки росли быстрее, чем в случае противоположной или поперечной ориен­тации. Восприимчивость растений к магнитным воздействиям ил­люстрируется рядом других факторов: изгибание корешков и про­ростков высших растений, спорангиев низших грибов по направ­лению магнитных силовых линий, получившего название «магнитотропизма». Отмечено влияние магнитного поля на пре­обладание особей мужского или женского пола у некоторых дву­домных видов, стимулирующее действие на рост культурных ра­стений, подавление инфекции, например у пшеницы и ячменя, грибного и бактериального характера.

Обследование свекловичных полей Белгородской области (зона КМА) показало отставание роста ботвы и корней сахарной свек­лы в районе с аномальным магнитным полем. В целом ряде экс­периментальных исследований выявлено, что искусственные маг­нитные поля большой напряженности вызывают у растений раз­личные нарушения.

Возможность восприятия позвоночными животными магнит­ного поля обсуждается в научной литературе с середины XIX в. Впервые данный вопрос на научной основе был поставлен в 1855 г. русским ученым А.Т. Миддендорфом, предположившим воз­можность ориентации птиц по геомагнитному полю. Позднее аналогичное предположение было высказано и в отношение рыб, а с открытием электрорецепторов проблема восприятия магнит­ного поля рыбами получила новый толчок к развитию. Оказа­лось, что ампулы Лоренции скатов очень чувствительны к изме­нению магнитного поля, вертикально пронизывающего тело.

Электромагнитное поле Земли служит для биосферы своеобраз­ным щитом и является важным экологическим фактором. Опыты над животными показали, что заметное уменьшение геомагнитного поля так же, как и экранировка от электрических полей, вызывают изме­нения процессов жизнедеятельности. Если естественное поле Земли необходимо для живого мира, то сильные электромагнитные излуче­ния от искусственных источников способны оказать губительное воздействие на человека, растения, животных и привести к значи­тельным функциональным нарушениям. Всемирная организация здравоохранения включила электромагнитное загрязнение среды обитания в число наиболее важных экологических проблем.

Основными техногенными источниками электромагнитных полей (ЭМП) и неионизирующих электромагнитных излучений служат воз­душные линии электропередач (ЛЭП) высокого напряжения, радио- и телевизионные передающие станции, радиолокационные и нави­гационные средства. На значительных территориях, особенно вблизи высоковольтных ЛЭП, радио- и телецентров, радиолокационных установок, напряженности электрического и магнитного полей увеличены по сравне­нию с естественным электромагнитным фоном на 2 – 5 порядков.

Биологически значимыми являются электрические и магнит­ные поля частотой 50 Гц, создаваемые воздушными линиями и трансформаторными подстанциями. ЭМП промышленной частоты в ос­новном поглощаются землей, поэтому на небольшом расстоянии от ЛЭП напряженность этого поля быстро падает. Тем не менее, под проводами ЛЭП с напряжением 750 кВ на уровне 1,8 м от поверх­ности земли создается магнитное поле напряженностью порядка 24-100 А/м. В местах провисания проводов эти значения увеличи­ваются в 3–5 раз, а напряженность электрического поля составляет от 10 до 100 кВ/м, что многократно превышает предельно допусти­мый уровень. Несмотря на это, в непосредственной близости и даже прямо под высоковольтными ЛЭП размещается большое ко­личество садово-огородных участков населения.

Радиотелевизионные передающие центры, излучающие в окружающую среду волны особо высокочастотных диапазонов, создают зоны с повышен­ными уровнями ЭМП. Широкое использование современных систем навигационного и радиотехнического оборудования (мощных радиолока­торов, направленных антенн кругового обзора и т.п.) привело на тер­риториях аэропортов и их окрестностях к превышению допустимых уровней электромагнитных излучений сверхвысоких частот и созданию на местности зон большой протяженности с высокой плотностью потока энергии. Установлено также влияние на организм человека электромаг­нитных излучений, источниками которых служат бытовые электроприборы (телевизоры, дисплеи, микроволновые печи и др.). Так, например, при ра­боте фена магнитная индукция на расстоянии 3 см равна 2000 мкТ, электробритвы – 1500 мкТ, тогда как естественный геомагнитный фон со­ставляет 30-60 мкТ.

Электромагнитные колебания характеризуются длиной волны λ (м), частотой колебаний f(Гц) и скоростью распространения ко­лебаний V (м/с), которые связаны соотношением V=λf.

В зависимости от частоты колебаний (длины волны) электромагнитные излучения радиочастот разделяют на ряд диапазонов (НЧ, ВЧ, СЧ и т.д.). Переменное ЭМП является совокупностью двух взаимосвязанных по­лей – электрического и магнитного, которые характеризуются соот­ветствующими векторами напряженности Е (В/м) и Н (А/м). ЭМП не­сет энергию, определяемую плотностью потока энергии (ППЭ), которая выражается в Вт/м2. У источников ЭМП различают две зоны: ближнюю (зону индукции) и дальнюю (волновую, или зону излучения). Ближняя зо­на ограничена расстоянием rλ/6, где ЭМП еще не сформировалось. В этой зоне электромагнитная составляющая напряженности выражена слабо, поэтому ЭМП оценивается обычно электрической составляющей напряженности поля Е (В/м). В дальней зоне на расстоянии r > λ /6 ЭМП сформировалось и оценивается ППЭ (Вт/м2) [1, с.166-167].

Биологическое действие ЭМП зависит от интенсивности воздействия частоты, продолжительности и режима облучения (непрерывный, прерыви­стый, импульсный), размеров облучаемой поверхности тела и инди­видуальных особенностей организма. Гигиеническими нормами регламен­тируются в зависимости от частотного диапазона электромагнитного излучения значения Е, Н или ППЭ.

 



0
рублей


© Магазин контрольных, курсовых и дипломных работ, 2008-2021 гг.

e-mail: studentshopadm@ya.ru

об АВТОРЕ работ

 

Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!