Свет (физика) — Циклопедия

[править] Физическая природа и свойства света

Как и любые другие электромагнитные волны, свет характеризуется частотой, длиной волны, поляризацией и интенсивностью. В вакууме свет распространяется с постоянной скоростью, не зависящей от системы отсчета — скоростью света. Скорость распространения света в веществе зависит от свойств вещества и в целом меньше скорости света в вакууме. Длина волны связана с частотой законом дисперсии, который также определяет скорость распространения света в среде.

Взаимодействуя с веществом, свет рассеивается и поглощается. При переходе из одной среды в другую изменяется скорость распространения света, что приводит к преломлению. Наряду с преломлением на границе двух сред свет частично отражается. Преломление и отражение света используется в различных оптических приборах: призмах, линзах, зеркалах, позволяющих формировать изображение.

Излучение и поглощение света происходит квантами: фотонами, энергия которых зависит от частоты:

Обычный дневной свет состоит из некогерентных электромагнитных волн с широким набором частот. Такой свет принято называть белым. Белый свет имеет спектр, который соответствует спектру излучения Солнца. Свет с другим спектром воспринимается как цветной. Дисперсия света позволяет разложить свет на цветные составляющие.

Как и любая другая электромагнитная волна, свет характеризуется поляризацией. Дневной свет обычно неполяризованный или частично поляризованный. Степень поляризации света меняется при каждом акте отражения от любой поверхности или прохождения через любую среду.

Свет переносит энергию. В частности, солнечный свет является одним из основных источников энергии на Земле. Часть этой энергии воспринимается живыми организмами при фотосинтезе. Использование солнечной энергии человечеством — одна из важнейших современных проблем.

Физические тела, атомы и молекулы которых излучают свет, называют источниками света. Источники света бывают искусственные и естественные, тепловые и люминесцентные, точечные и протяженные. Например, полярное сияние — естественный, протяженный для наблюдателя на Земле, люминесцентный источник света.

Источниками света является Солнце, вспышка молнии, лампа накаливания, экран телевизора, монитора и т. Свет могут излучать также организмы (некоторые морские животные, светлячки и др

Устройства, с помощью которых можно выявить световое излучение, называют приемниками света. Среди природных приемников света — органы живых существ.

[править] Восприятие света глазом

Из человеческих органов чувств больше информации об окружающей среде дает нам зрение. Однако видеть окружающий мир люди могут только потому, что существует свет.

Человек видит электромагнитные волны в том видимом диапазоне, который соответствует рецепторам, поглощающим свет соответствующих частот, вызывая при этом соответствующие импульсы в нервной системе. Сетчатка человеческого глаза имеет два типа светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки не имеют особой чувствительности к определенному диапазону спектра, зато более чувствительны к свету вообще, поэтому позволяют видеть черно-белое изображение. Колбочки имеют в своем составе молекулы, которые чувствительны к различным диапазонам видимого спектра, поэтому позволяют видеть в цвете.

[править] История исследования света

Древнегреческий философ Эмпедокл утверждал, что Афродита создала человеческий глаз из четырех элементов: огня, воздуха, земли и воды, причем она зажгла в глазу огонь, благодаря которому человек может видеть. Так возникла ложная теория эманации, в которой сомневался в своей «Оптике» Евклид, позже Лукреций. Во 2 веке книгу под названием «Оптика» написал также Птолемей. Он описал преломление света, однако придерживался того взгляда, что человек видит благодаря лучам, исходящих из глаза.

В «Книге об оптике» 1021 года Альхазен развил теорию оптических явлений, постулируя, что освещенная поверхность излучает во всех направлениях, но в глаз попадает только один из таких лучей. Ему принадлежит изобретение камеры-обскуры. По его мнению свет — это поток маленьких частиц. Альхазен описал и пытался объяснить многочисленные оптические явления, такие как тени, затмение, радуга, проводил эксперименты по разделению света на разные цвета, пробовал объяснить бинокулярное зрение, изменение видимых размеров Луны и Солнца вблизи горизонта. Благодаря этим исследованиям Альхазен считается отцом современной оптики.

Начиная с 17 века научные споры о природе света шли между сторонниками волновой и корпускулярной теорий. Основателем волновой теории можно считать Рене Декарта, который рассматривал свет как возмущения в мировой субстанции — пленуме. Корпускулярную теорию сформулировал Пьер Гассенди и поддержал Исаак Ньютон. Волновую теорию света разрабатывали Роберт Гук и Христиан Гюйгенс. По мнению Гюйгенса, световые волны распространяются в специальной среде — эфире.

В начале 19 века опыты Томаса Янга с дифракцией дали сильное свидетельство в пользу волновой теории. Было открыто, что свет является поперечными волнами и характеризуется поляризацией. Янг предположил, что различные цвета соответствуют разным длинам волны. В 1817 году свою волновую теорию света изложил в мемуарах для Академии наук Огюстен Жан Френель. После создания теории электромагнетизма свет был идентифицирован как электромагнитные волны.

Победа волновой теории пошатнулась в конце 19 века, когда опыт Майкельсона-Морли не выявил существования эфира. Волны требуют среды, в которой они могли бы распространяться, однако тщательно спланированные эксперименты не подтвердили существование этой среды. Это привело к созданию специальной и общей теории относительности. Природа электромагнитных волн оказалась сложнее, чем распространение возмущений. Рассмотрение задачи о тепловом равновесии абсолютно черного тела со своим излучением привел к появлению идеи об излучении света порциями — световыми квантами, которые получили название фотонов. Анализ явления фотоэффекта показал, что поглощение световой энергии тоже происходит квантами.

С развитием квантовой механики утвердилась идея Луи де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме, по которой свет должен иметь одновременно и волновые свойства, чем объясняется его способность к дифракции и интерференции, и корпускулярные свойства, чем объясняется его поглощение и излучение квантами.

[править] См также

• Осветительные приборы
• Рентгеновское излучение
• Радиация
• Радиоволны
• Ультрафиолетовое излучение
• Инфракрасное излучение

2: Электромагнитный спектр

Электромагнитный спектр состоит из всех типов электромагнитного излучения, расположенных в соответствии с их частотой и длиной волны. Каждый из цветов видимого света имеет определенные частоты и длины волн, связанные с ними, и вы можете видеть, что видимый свет составляет лишь малую часть электромагнитного спектра. Поскольку технологии, разработанные для работы в различных частях электромагнитного спектра, отличаются из соображений удобства или по историческим причинам, для различных частей спектра обычно используются разные единицы. Например, радиоволны обычно указываются как частоты (обычно в МГц), тогда как видимая область обычно указывается в длинах волн (обычно в единицах нм или ангстремы).

Рис. 1: Части электромагнитного спектра показаны в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волны.

К типам электромагнитных волн относятся радиоволны, микроволны, ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные, рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Радиоволны имеют самые длинные длины волн, самые низкие частоты и обладают наименьшим количеством энергии. Они используются в сотовых телефонах, радио- и телевещании, управлении воздушным движением и т.

Микроволны имеют более короткие длины волн по сравнению с радиоволнами. Они поглощаются водой и используются для нагрева и приготовления пищи.

Далее идет инфракрасное излучение, излучаемое теплыми объектами. Например, Земля поглощает лучистую энергию от солнца и излучает инфракрасное излучение. Часть инфракрасного излучения поглощается и повторно испускается атмосферой для поддержания средней температуры Земли через парниковый эффект. Очки ночного видения распознают инфракрасные излучения, излучаемыми нашими телами.

Видимый свет — это лишь небольшая часть электромагнитных излучений, от 740 до 390 нм. Глаза человека могут видеть только этот небольшой диапазон длин волн. Видимый свет в основном состоит из семи цветовых компонентов, включая красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.

Ультрафиолетовое излучение имеет длину волны от 400 до 10 нм. Солнечный свет является наиболее известным источником ультрафиолетового излучения. Он обладает достаточной энергией, которая при чрезмерном воздействии вызывает ожоги.

Рентгеновское излучение может проходить через многие вещества, что делает его важным инструментом визуализации. Стоматологи используют рентгеновские снимки для диагностики, а служба безопасности аэропорта использует их для визуализации компонентов в чемодане.

Гамма-лучи имеют меньшие длины волн, высокие частоты и энергии. Гамма-лучи высвобождаются в результате ядерных реакций и естественных радиоактивных элементов.

Рентгеновские лучи и гамма-лучи являются наиболее энергетическими формами электромагнитного излучения. Их высокие энергии могут ионизировать атомы и молекулы. Ионизирующее излучение может вызвать постоянные изменения или повреждения биологических молекул. Они используются для уничтожения раковых клеток.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд. , раздел 6. 1: Электромагнитная энергия.

Все живое на нашей планете зависит от электромагнитного излучения от Солнца и Земли, необходимого для осуществления фотосинтеза в растениях или биосинтеза в зоопланктоне – основном звене цепи питания в океане.

Кроме ионизирующего излучения, безопасностью которого занимается Госатомрегулирование в рамках системы регулирования ядерной и радиационной безопасности, существует широкий диапазон излучений, известных под общим английским названием «radiation», различающихся длиной волн, интенсивностью и мощностью энергетического воздействия на окружающую среду и биоту.

Глаза людей и некоторых животных приспособлены к восприятию только одного участка спектра солнечного электромагнитного излучения – света, состоящего из видимых частей широкого диапазона частот. Почти все виды ископаемого топлива, используемого современным обществом, — газ, нефть и уголь — это накопленные формы энергии, полученные от Солнца в виде электромагнитного излучения миллионы лет назад.

По информации Британской энциклопедии, «электромагнитное излучение – это поток энергии, движущийся со скоростью света через свободное пространство или материальную среду в виде электрических и магнитных полей. Согласно квантовой теории, электромагнитное излучение — это поток фотонов, двигающихся со скоростью света через пространство».

В Энциклопедии современной Украины электромагнитное излучение определяется как «электромагнитные волны, излучаемые заряженными частицами, атомами, молекулами, антеннами и другими излучающими системами».

Чтобы понять, что такое электромагнитное излучение и как оно возникает, нужно определить значение электромагнитного поля (ЭМП). В учебнике для студентов вузов «Основы охраны труда» И. Шудренко приведено следующее определение электромагнитного поля: «это физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами».

Сегодня свойства электромагнитного излучения используются в интернет-, радио- и мобильной связи, телевидении, радиолокации и радионавигации, в медицине, а также в металлургической, деревообрабатывающей, текстильной, легкой и пищевой промышленностях.

Виды электромагнитного излучения

Различают 7 видов электромагнитного излучения. Общим для них является то, что они создаются электрическими зарядами, а разница между ними зависит от того, в какой среде и при каких обстоятельствах заряды могут реагировать на частоту излучения.

В диапазоне до 1012 герц электромагнитного спектра движение свободных электрических зарядов или электронов в металлических компонентах антенн и пространстве влечет за собой появление радиоволн, радиолокационных волн и микроволн. На более высоких частотах (от 1012 до 5070 герц) инфракрасной спектральной области подвижные заряды прежде всего характеризуются движением молекул атомов в веществе. Электромагнитное излучение от спектральной области видимого света к рентгеновскому излучению имеют частоты, соответствующие зарядам внутри атомов. Гамма-излучению соответствуют значения внутри атомных ядер.

Все вышесказанное свидетельствует о том, что ионизирующее излучение является составной частью более широкого диапазона электромагнитных излучений на Земле, поскольку часть космического излучения отклоняется или поглощается ЭМП планеты и слоем атмосферы.

Следовательно, среди видов электромагнитного излучения выделяют:

• радиоволны;
• микроволны;
• инфракрасное излучение;
• видимый свет;
• ультрафиолетовое излучение;
• рентгеновское излучение;
• гамма-излучение.

Также электромагнитное излучение делят на ионизирующее (рентгеновское и гамма-излучение) и неионизирующее, которое не может ионизировать вещество, поскольку его ЭМП не способны разрывать связи в молекулах.

В этом материале мы подробно рассмотрим виды неионизирующего электромагнитного излучения, с которыми чаще всего сталкиваемся на работе и в быту, и их влияние на организм человека, ведь повседневную жизнь уже трудно представить без мобильных телефонов, радио и телевидения, компьютеров и т. С развитием технологий становится актуальным вопрос электромагнитного загрязнения. По информации в Энциклопедии современной Украины, электромагнитным загрязнением называют «вид физического загрязнения, возникающий вследствие изменений электромагнитных свойств среды, вызванных превышением уровня электромагнитного фона». В 1995 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) официально ввела термин «глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды» и включила его в список приоритетных проблем человечества, ведь каждые десять лет его уровень растет в 10-15 раз.

В современном мире избежать контакта с электромагнитным излучением почти невозможно. Однако следует отметить, что даже в пределах одного дома или квартиры уровни электромагнитного загрязнения могут варьироваться и изменяться с течением времени. Фактическое напряжение поля в определенном месте зависит от количества и видов источников, а также от расстояния до источника. Интенсивность ЭМП от разных приборов может быть разной в зависимости от модели. Например, разные модели фена одного производителя могут генерировать разные по интенсивности ЭМП. Следует отметить, что некоторые органы тела человека более чувствительны к воздействию электромагнитного излучения, чем другие.

Радиочастотное излучение

Радиочастотное излучение используют для передачи радио-, теле- и мобильного сигнала. В зависимости от длины волны их делят на длинные, средние и короткие волны.

Все современные передатчики теле- и мобильной связи работают в ультракоротком диапазоне. Они существенно поглощаются атмосферой, поэтому нуждаются в наличии ретрансляторов, работающих в зоне прямой видимости.

Международное агентство по исследованию рака Всемирной организации здравоохранения классифицирует радиочастотные ЭМП как такие, которые могут быть канцерогенными для людей, и относят их к группе 2B.

С развитием и распространением wi-fi-технологии возник вопрос о возможном вреде этого излучения здоровью. Эта технология позволяет подключить электронные устройства к сети с помощью радиоволн или радиочастотной электромагнитной энергии, практически устраняя потребность в сетевых кабелях. Следует сказать, что излучение, произведенное wi-fi-устройством, является радиочастотным. Согласно исследованиям ВОЗ, нет достоверных научных доказательств, что слабые радиочастотные сигналы от wi-fi-устройств неблагоприятно влияют на здоровье.

В настоящее время все большее распространение получают беспроводные мобильные и телекоммуникационные технологии, хотя они появились еще в 1980-х годах. И уже речь идет о внедрении 5G поколения связи в Украине.

По решению Кабинета Министров Украины, тендер на выдачу лицензий по пользованию радиочастотами 5G связи состоится в феврале 2022 года. Соответственно, уже совсем скоро украинцам также будет доступна 5G связь. Что касается электромагнитного излучения, связанного с распространением этой технологии, генеральный директор Украинского государственного центра радиочастот напоминает, что реализация 5G предусматривает использование радиочастот диапазона до 80 ГГц, в отличие от ранних поколений мобильной связи, которые использовали 700-2700 МГц. Для соблюдения санитарных норм установлено базовые допустимые нормы излучения. Такой нормой в диапазоне мобильной связи является плотность потока энергии (ППЭ), которая характеризует количество протекающей энергии за единицу времени через единицу площади, что потенциально может влиять на тело человека. Действующая норма в Украине – 10 мкВт/см2 (0,1 Вт/м2). Для сравнения: в странах Скандинавии эта норма – 100 мкВт/см2 (1 Вт/м2), в Канаде – до 1000 мкВт/см2 (10 Вт/м2).

Следует отметить, что одной из особенностей сетей 5G является возможность направлять луч для каждого пользователя, причем так, чтобы этот луч не пересекался с другим. Эта технология позволяет вычислить местонахождение пользователя, в том числе и с помощью отраженных лучей, например, от поверхности зданий. Так же осуществляется и обмен информацией непосредственно с ним, что позволяет снизить влияние ЭМП на людей и окружающую среду.

Согласно ст. 12 п. 2 Закона Украины «О радиочастотном ресурсе Украины»: «Органом государственного регулирования в сфере пользования радиочастотным ресурсом Украины есть национальная комиссия, осуществляющая государственное регулирование в сфере связи и информатизации». В ст. 16 указано, что за распределение радиочастот отвечает государственное хозрасчетное предприятие «Украинский государственный центр радиочастот».

Электромагнитное излучение любимых гаджетов

Мобильные телефоны являются наиболее распространенным на сегодняшний день источником радиочастотного ЭМП, однако по информации Всемирной организации здравоохранения, данные о вреде для здоровья, вызванные пользованием мобильными телефонами, отсутствуют.

Излучение мобильных телефонов находится в низкочастотной области электромагнитного спектра. В ежегодном обзоре общественного здоровья «Опухоли головного мозга и слюнных желез и использование мобильных телефонов: оценка доказательств различных эпидемиологических исследований» за 2019 год указано, что телефоны второго, третьего и четвертого поколения (2G, 3G, 4G) излучают радиочастоты в диапазоне 700 -2700 МГц, а пятого поколения (5G) – до 80 ГГц.

В апреле 2021 г. Управление радиационной безопасности Швеции опубликовало пятнадцатый ежегодный отчет научного совета по электромагнитным полям, в котором были подведены результаты научных исследований о влиянии ЭМП на человеческий организм. Связь между опухолями головного мозга и использованием мобильных телефонов соответствует результатам предыдущих исследований и указывает на то, что радиоволны от мобильных телефонов не представляют опасности.

Однако, следует отметить доказанное влияние мобильных телефонов и смартчасов на кардиостимуляторы или другие имплантированные медицинские устройства, поскольку они генерируют высокочастотные магнитные поля. После выхода на рынок Apple iPhone 12, который имеет мощный магнит для быстрого беспроводного заряда MagSafe, кардиолог Института кардиологии и сосудов Генри Форда Гурджит Сингх провел исследование, в ходе которого iPhone приблизили к груди пациента с имплантированным кардиодефибриллятором. В результате приближения имплантированное устройство отключилось, однако, когда телефон забрали, оно снова нормально заработало. Исследование было опубликовано в журнале HeartRhythm 4 января 2021 года, после чего компания Apple опубликовала перечень устройств, содержащих в себе магнит.

Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов также провело тестирование некоторых устройств с высокой напряженностью магнитного поля и подтвердило справедливость результатов проделанных исследований. Поэтому рекомендуется не носить мобильные телефоны и аксессуары непосредственно над имплантированным медицинским устройством, держать их лучше на расстоянии 6 дюймов (15,24 см).

Австралийское агентство по радиационной защите и ядерной безопасности предлагает три способа уменьшения действия радиочастотного электромагнитного излучения:

Самый эффективный способ уменьшить излучение – увеличить расстояние между мобильным телефоном и человеком. Это можно сделать с помощью проводных наушников и использования режима громкоговорителя во время телефонных разговоров, предпочитая текстовые сообщения, а не звонки, а также держа большой палец между телефоном и ухом во избежание непосредственного контакта.

Можно уменьшить время излучения, записав короткие голосовые сообщения, особенно если не используется режим громкоговорителя.

Обычно телефон производит меньшее излучение в местах с хорошим сигналом, чем со слабым, поэтому необходимо избегать использования телефона в местах со слабым сигналом (например, в лифтах или транспорте) и пользоваться в местах с хорошим сигналом.

Рентгеновское излучение… дома?

Следует заметить, что одним из видов электромагнитного излучения, с которым можно столкнуться в обиходе, является рентгеновское. Оно возникает при резком торможении электронов в материальной среде или при взаимодействии гамма-излучения с материалами. В старых моделях телевизоров с электронно-лучевой трубкой многие компоненты работали под напряжением в несколько тысяч вольт, то есть могли излучать рентгеновские лучи, выходящие из телевизионного приемника или электронно-лучевой трубки. Однако излучение от них не способно было причинить вред зрителю.

По информации Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов, ученые не обнаружили конкретных последствий для здоровья от длительного воздействия низкочастотного электромагнитного излучения. Также важно отметить, что современные телевизоры с жидкокристаллическими или плазменными дисплеями не могут излучать рентгеновское излучение, а значит, радиационной опасности не представляют.

Спектр солнечного излучения

Солнечный свет состоит из инфракрасных (тепловых), видимых и ультрафиолетовых лучей. В спектре инфракрасное излучение находится в низкочастотном диапазоне, ультрафиолетовое – в высокочастотном, а видимое для глаз человека излучение находится между ними.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение – часть электромагнитного спектра с длиной волны 700 нм – 1000 мкм. Мы чувствуем инфракрасное излучение ежедневно как тепло, потому что инфракрасные волны – тепловые. Инфракрасное излучение делится на три диапазона:

• A (ближний инфракрасный): 760 и 1400 нм
• B (средний инфракрасный): 1400 и 3000 нм
• C (дальняя инфракрасная область): 3000 нм и 1 мм

Источники инфракрасного излучения могут быть как естественными – Солнце, например, так и искусственными. К искусственным источникам инфракрасного излучения можно отнести все поверхности, температура которых выше температуры поверхности, подвергающейся воздействию – нагревательные устройства и инфракрасные лампы, используемые в быту, в инфракрасных саунах и в медицинских целях. Кроме тепловых объектов, к искусственным источникам относятся инфракрасные светодиоды (LED) и лазеры. Светодиоды – это небольшие недорогие оптоэлектронные устройства, изготовленные из полупроводниковых материалов, таких как арсенид галлия. Инфракрасные лазеры с оптическим наполнением разработаны с использованием диоксида углерода и монооксида углерода.

Лазерная технология заключается в усилении светового пучка вынужденным излучением. Лазеры одного из основных типов состоят из герметичной трубки, содержащей пару зеркал, и возбуждаемой энергией лазерной среды, следствием чего становится появление видимого света, ультрафиолетового или инфракрасного излучения.

В быту применение лазера можно найти в части аудио, видео и компьютерного оборудования (например, CD, DVD, Blue Ray, HD) или других проигрывателях и записывающих устройствах для оптических дисков; принтерах, копировальных аппаратах, факсах.

Инфракрасное излучение: в чем опасность?

Инфракрасное излучение, пронизывая кожу и глазные яблоки человека, проникает на разную глубину: от нескольких миллиметров через тип А инфракрасного излучения до поверхностного поглощения через тип С.

Болевые рецепторы в теле человека способны реагировать на действие высоких температур и яркого света, защищая таким образом человека от вредного воздействия инфракрасного излучения, проявляющегося через термическое повреждение тканей, значительно опосредованное молекулами воды, а также изменениями в структуре белка. Наиболее уязвимы к действию инфракрасного излучения глаза. Роговица, радужная оболочка, хрусталик и сетчатка очень чувствительны к термическим повреждениям разной степени. Когда роговица поглощает инфракрасное излучение, оно преобразуется в тепло и передается линзе. Агрегация белков хрусталика после многократного воздействия высокой температуры может привести к помутнению хрусталика и даже катаракты, часто встречающейся у стеклодувов, сталеваров и металлистов.

Длительное воздействие инфракрасного излучения на кожу, даже без образования ожогов, например, после нескольких лет воздействия открытого огня на кожу, может привести к появлению красно-коричневых пятен на коже. Однако, по данным Международной комиссии по защите от неионизирующих излучений, инфракрасное излучение не приводит к онкологическим заболеваниям кожи.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение – часть электромагнитного спектра с длиной волны 200-400 нм, составляющая около 5% потока солнечного излучения. Природными источниками ультрафиолетового излучения являются звезды, туманности, молнии, огни святого Эльма.

Источниками искусственного ультрафиолетового излучения являются ультрафиолетовые ртутные, металлгалогеновые, водородные, ксеноновые и другие газоразрядные лампы. В обиходе ультрафиолетовые лампы используют для полимеризации декоративного маникюрного покрытия, стимулирования роста растений и т.

Микроволновое излучение в быту

Первым, кто понял, что электромагнитные волны можно использовать для нагревания и приготовления пищи, был Перси Спенсер. Во время своего исследования электромагнитных волн в 1940-х годах, став возле магнетрона (генератора колебаний микроволнового диапазона), он заметил: конфета в его кармане растаяла. И уже в 1945 году была изобретена первая микроволновка. Американский инженер Веннивер Буш сказал: «Спенсер заслуживает уважения каждого физика в стране не только за изобретательность, но и за то, что узнал о физике, поглощая ее через кожу».

Как работает микроволновка? Микроволны в ней производятся с помощью электронной трубки – магнетрона, отталкиваются от внутреннего металлического или керамического покрытия печи, после чего поглощаются пищей. Микроволны вызывают вибрацию молекул воды в продуктах, производя тепло для приготовления блюда. Именно поэтому продукты с высоким содержанием воды, например свежие овощи, в микроволновке готовятся быстрее.

Стоит отметить, что микроволны генерируются в микроволновках только при включении в сеть и прекращают свое существование после прекращения подачи электроэнергии и поэтому никоим образом не остаются в пище. Также они не делают пищу или печь радиоактивными. Есть доказательства того, что питательное содержание некоторых продуктов может несколько больше изменяться при приготовлении в микроволновке, чем, скажем, при приготовлении блюд на газовой плите или в печи, но нет никаких доказательств того, что пища, приготовленная в микроволновке, вредна для здоровья.

Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов сообщает, что большинство травм, полученных от пользования микроволновыми печами, не связаны с излучением. Это, в частности, тепловые ожоги от горячих контейнеров, перегретых продуктов или из-за взрыва жидкостей. Однако случались единичные случаи лучевого поражения из-за необычных обстоятельств или неправильного обслуживания, наличии отверстий или повреждения дверных петель, засова или уплотнителя.

Для того, чтобы пользование микроволновкой не причинило вред здоровью, Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов рекомендует:

• соблюдать инструкции по эксплуатации и мерам безопасности, которые предоставляет производитель конкретной модели печи;
• использовать специальную безопасную посуду, предназначенную для микроволновых печей;
• не включать микроволновую печь, если дверь крепко не закрывается или повреждена;
• остановить работу микроволновой печи, если она продолжает работать с открытой дверью;
• не стоять непосредственно напротив включенной микроволновой печи (и не разрешать этого детям);
• не нагревать воду или жидкости в микроволновке дольше, чем рекомендуется в инструкции производителя;
• некоторые печи нельзя включать пустыми, поэтому следует знакомиться с инструкцией по эксплуатации конкретной печи;
• постоянно очищать печь внутри и снаружи с использованием мягких моющих средств без проволочной губки или других абразивных материалов.

Электромагнитная гиперчувствительность – явление нашего времени?

По данным ВОЗ, в связи с ростом количества различных источников ЭМП, люди сообщали о проблемах со здоровьем, вызванных действием ЭМП. Такую вероятную чувствительность называют «электромагнитной гиперчувствительностью».

Среди симптомов, связанных с действием ЭМП, называют:

• дерматологические (покраснение, покалывание и чувство жжения);
• неврастенические и вегетативные (утомляемость, трудности с концентрацией внимания, головокружение, тошнота, ускоренное сердцебиение, пищеварительные расстройства).

Предполагается, что симптомы могут появляться и из-за других факторов окружающей среды, а не под влиянием ЭМП, например: мерцание флуоресцентных ламп, блики и другие проблемы со зрением от мониторов, плохой эргономичный дизайн компьютерных рабочих станций. Другие факторы, которые могут играть определенную роль – плохое качество воздуха в помещениях, стресс на рабочем месте или в среде обитания.

Регулирование электромагнитного излучения в Украине

Всемирная организация здравоохранения в 2006 году издала «Типовое положение по защите электромагнитных полей», в котором выдвигает рекомендации назначить ответственными за регулирование электромагнитного излучения лиц, отвечающих за область конкретного использования тех или иных источников электромагнитного излучения. В частности, Министр здравоохранения – в медицине, Министр связи – в телекоммуникациях и радиовещании, Министр торговли и промышленности – за промышленные источники ЭМП и т.

В Украине влияние электромагнитного излучения регулируется Законом Украины «Об обеспечении санитарного и эпидемического благополучия населения», принятым в 1994 году Верховной Радой Украины.

В статье 14 Закона Украины «О защите прав потребителей» указано, что «потребитель имеет право на то, чтобы продукция при обычных условиях ее использования, хранения и транспортировки была безопасной для его жизни, здоровья, окружающей природной среды, а также не причиняла вред его имуществу». Законодательно также регламентируется маркировка потребительской непродовольственной продукции, которая имеет целью обезопасить пользователя от возможных рисков при правильном хранении и эксплуатации этого товара.

Министерство здравоохранения Украины утверждает нормы радиационной безопасности и допустимые уровни воздействия на человека других физических факторов и методику расчета распределения уровней электромагнитного поля.

Согласно Приказу №239 Министерства здравоохранения «Об утверждении государственных санитарных правил и норм», «к источникам электромагнитного излучения в населенных пунктах относятся радио-, телевизионные и радиолокационные станции разного назначения, работающие в полосе радиочастот, а также сеть линий электропередачи, состоящей из воздушных высоковольтных линий электропередачи и электрических подстанций. В состав подстанций могут входить распределительные устройства, преобразователи электроэнергии, трансформаторы, выпрямители и другие устройства и сооружения.

Санитарные нормы и правила регламентируют условия эксплуатации и размещения источников излучения в жилых застройках и на территории них, тем самым обеспечивая здравоохранение населения от воздействия электромагнитных полей, возникающих в окружающей среде.

В разделе 1, пункте 1. 6, подпунктах 1. 4 и 1. 5 Государственных санитарных норм и правил защиты населения от воздействия электромагнитных излучений указано, что владелец радиотехнического объекта обеспечивает соблюдение предельно допустимых уровней электромагнитных полей. Измерения уровней электромагнитных полей производятся субъектами хозяйствования, аккредитованными на право ведения таких видов деятельности. Установление фактов соблюдения предельно допустимых уровней электромагнитных полей производится предприятиями, учреждениями, уполномоченными центральным органом исполнительной власти по вопросам здравоохранения (Министерством здравоохранения Украины)». На рабочих местах нормирование осуществляется:

• электромагнитного излучения радиочастотного диапазона – согласно ГОСТ 12.1.006184 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и ​​требования к внедрению контроля», ДСН 239196 «Государственные санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электромагнитных излучений» и ДСанПиН 3.3.6.09612002 «Государственные санитарные нормы и правила при работе с источниками электромагнитных полей»;
• инфракрасного излучения – в соответствии с санитарными нормами ДСН 3.3.6.042199, ГОСТ 12.4.123183;
• ультрафиолетового излучения – в соответствии с санитарными нормами СН 4557188 ​​(ДНАОП 0.0313.17188).

По Приказу Госстандарта Украины №121 от 25. 1994 был создан технический комитет по стандартизации «Стандартизация электробытовых машин и приборов». Стандарты, разработанные комитетом, регулируют бытовую безопасность, уровень электромагнитного излучения и шумового загрязнения от бытовых электрических машин и приборов; посудомоечных машин, приборов для уборки и т.

В завершение

Электромагнитное излучение сопровождает всю нашу жизнь, более того – мы зависимы от него. В быту мы преимущественно имеем дело с неионизирующим излучением, которое не наносит вред здоровью и, в частности, не приводит к онкологическим заболеваниям, что подтверждено выводами Всемирной организации здравоохранения, Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США, Управлением по радиационной безопасности Швеции, Австралийским агентством радиационной защиты и ядерной безопасности и т. Однако людям, использующим кардиостимуляторы или другие имплантированные медицинские устройства, следует соблюдать осторожность с использованием мобильных телефонов и других гаджетов и держать их на расстоянии более 15 см. В конце концов, никому не помешает соблюдать простые рекомендации: внимательно читать инструкцию об эксплуатации до начала пользования, сохранять определенную дистанцию ​​до прибора, сокращать продолжительность использования и соблюдать правила безопасности, используя прибор по назначению.

Редакция вебсайта Uatom. org

Как свет взаимодействует с веществом?

Люди не случайно могут «видеть» свет. Свет является нашим основным средством восприятия окружающего мира. Действительно, в научном контексте выявление света является очень мощным инструментом для исследования Вселенной вокруг нас. Поскольку свет взаимодействует с веществом а изучая свет, который возник или взаимодействовал с веществом, можно определить многие свойства этого вещества.

Например, благодаря изучению света мы можем понять состав звезд и галактик, находящихся на расстоянии многих световых лет, или наблюдать в реальном времени за микроскопическими физиологическими процессами, происходящими в живых клетках.

Диффузия вокруг нас: примеры

Материя состоит из атомов, ионов или молекул, и именно благодаря их взаимодействия со светом возникают различные явления, которые могут помочь нам понять природу материи. Атомы, ионы или молекулы имеют определенные уровни энергии, обычно связанные с уровнями энергии, которую могут содержать электроны в веществе. Свет иногда генерируется веществом, или чаще фотон света может взаимодействовать с уровнями энергии различными способами.

Мы можем представить энергетические уровни вещества по схеме, известной как диаграмма Яблонского, которая представлена ​​на рисунке выше. Атом или молекула в низком из возможных энергетических состояний, котороое известено как основное состояние, может поглотить фотон, который позволит атому или молекуле поднятся до состояния высшего уровня энергии, известного как возбужденное состояние.

Итак, вещество может поглощать свет характерной длины волны. Атом или молекула, как правило, остаются в возбужденном состоянии лишь очень короткое время, и они расслабляются назад к основному состоянию с помощью ряда механизмов.

В приведенном примере возбужденный атом или молекула сначала теряет энергию не излучая фотон, а затем расслабляется к промежуточному состоянию с более низкой энергией с помощью внутренних процессов, которые обычно нагревают вещество. Промежуточный уровень энергии затем ослабляется до основного состояния за счет излучения фотона с меньшей энергией (большей длиной волны), чем фотон, который сначала поглощался.

Из чего состоит воздух

Как мы изучаем материю с помощью света?

Мы узнали, что такое свет, но как с его помощью можно изучить материю? Поскольку фотоны, которые либо поглощаются или излучаются веществом, иметь характерную энергию, когда свет взаимодействует с веществом, впоследствии расщепляются на составляющие длины волн. С помощью спектрографа, полученная спектральная подпись покажет нам огромное количество информации о самом веществе.

Широкое поле спектроскопии представляет собой множество методов, таких как спектроскопия комбинационного рассеяния, поглощения / передачи / отображения спектроскопии, атомной спектроскопии, лазерной искровой спектроскопии (LIBS) и транзиторной абсорбционной спектроскопии. Все это предоставляет нам массу полезной информации о научных свойства атомов и молекул, а также дает способность очень конкретно идентифицировать присутствие и оценить количество таких материалов в образце.