Электромагнитное излучение

                Наибольший успех пришёл к  межконтинентальной связи в декабре 1902 г., когда его радиоволны пересекли  Атлантику. Маркони получил сигнал  передающей станции в Полдью (Корнуолл, Англия), находясь на расстоянии  свыше 3000 км, в Сент-Джонсе (Ньюфаундленд). Вскоре на многих судах были  устроены системы радиотелеграфии, позволявшие поддерживать связь  с портами захода и просить  о помощи в случае бедствия. В то время бился над другой  задачей - созданием телефонной радиосвязи, т.е. передачи по радио реальных  звуков, а не сигналов.  

               Концепция телефонной радиосвязи  предполагала использование микрофона  для модуляции (изменения) передаваемых  радиоволн. Фесселен осуществил  первые передачи на небольшое  расстояние ещё в 1900 г. В некоторых  приемниках того времени имелись  детекторы, создающие звук в наушниках , чтобы радиотелеграфисты могли  слышать сигналы азбуки Морзе. Представьте их изумление, когда  в канун Рождества 1906 г. они вместо  точек и тире услышали, как  Фессендес играл на скрипке  и пел рождественские гимны.

       В 1906-1907 гг. американский  инженер Ли де Форест изобрёл  триод (трёхэлектродную лампу). Его  можно было использовать в  передатчике для генерации чистого  радиосигнала, или высокочастного  сигнала; для модуляции его со  звуковым сигналом и для усиления  модулированного ВЧ-сигнала до  момента его испускания передающей  антенной. Лампы использовались  также в приемнике для усиления  сигнала, принимаемого антенной, для  отделения звукового сигнала  от ВЧ-сигнала и для усиления  его воспроизведения в наушниках  и репродукторе.

       Развитие и  внедрение электроники требовали  времени, а первые электронные  лампы стоили дорого. По этому, когда в 1920-е гг. появилось общественное  радиовещание, люди слушали передачи, надевая наушники, подключённые  к простым детекторным приемникам. Электрические сигналы проходили  через наушники, возбуждали электромагнит, который воздействовал на тонкую  металлическую пластинку (мембрану), заставлял её колебаться и  издавать соответствующие звуки. Большинство детекторных приемников  выделяли звуковой компонент  принятого сигнала с помощью  кристалла галенита (сульфида свинца) и "усика" (тонкой проволоки). Когда  тонкая проволока входила в  контакт с чувствительной точкой  на кристалле, их соединение действовало  как выпрямитель, или диод, пропуская  ток только в одном направлении. Звук не возникал  при прямом  прохождении принятого сигнала  через наушники, поскольку мембрана  просто не могла колебаться  с частотой, соответствующей скорости  изменения направления тока под воздействием радиоволн. Как только мембрана начала двигаться в одном направлении, её тут же "отбрасывало" назад. поэтому она практически оставалась неподвижной. Но если в кондукторе был диод, односторонние импульсы тока следовали один за другим, и мембрана реагировала на относительно медленные изменения силы звукового сигнала. В результате наушники воспроизводили звук. Энергия для воспроизведения звука поступала непосредственно от радиоволн, принимаемых проволочной антенной. Однако для того, чтобы услышать слабые сигналы от удалённых радиостанций, требовалась проволока очень большой длины. 

        Радиовещательные  станции, работающие в диапазоне  средних и длинных волн, используют  амплитудную модуляцию. Это означает, что звуковые сигналы изменяют  амплитуду, или интенсивность, ВЧ  несущих волн. Такие сигналя заглушаются  электрическими помехами, создаваемые  грозой или бытовыми электроприборами. Это происходит потому, что импульсы  помех накладываются на радиосигналы. в результате вместе со звуковыми  сигналами детектируются и изменения  в амплитуде, и появляются нежелательные  фоновые шумы (шипение и потрескивание). Эта проблема решается с помощью  частотой модуляции, при которой  звуковой сигнал используется  для изменения частоты несущей. ЧМ-приемник реагирует на изменение  частоты, а не амплитуды, поэтому  все фоновые помехи отфильтровываются. Радиостанции с частотой модуляцией  занимают широкую полосу (диапазон) частот, поэтому такой вид вещания  необходимо вести в широкой  полосе очень высоких частот.

Инфракрасного излучения.

          Тит  Лукрецкий Кар, римский философ-материалист, ещё до нашей эры представил  теорию о существовании "тепловых  лучей". Он писал: «Может быть, также небес светильник розовый  — Солнце, Множеством жарких огней  обладает, невидимых нами, Что окружает  его совершенно без всякого  блеска, Лишь умножая своей теплотою  лучей его силу»  

          Впервые понятие о тепловом излучении было введено выдающимся шведским химиком Карлом Шееле в 1777 году. Он не принимал термометрических измерений, поэтому его опыты носили чисто качественный характер. И только спустя два года Иоганн Ламберт описал опыты, согласующиеся с опытом предшественника. Он и доказал, что тепловые лучи распространяются прямолинейно и что их интенсивность убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. В 1790 году Пикте установил два вогнутых зеркала из полированного олова диаметром 30,5 см и фокусным расстоянием 11,4 см на расстоянии 365 см друг от друга. Помещая в фокусе одного зеркала нагретый шар диаметром 5 см, Пикте обнаружил, что показания термометра, установленного в фокусе другого зеркала, на 10° превышают показания термометра, установленного не в фокусе. После того как шарик термометра был покрыт сажей, термометр показал большее повышение температуры. При применении стеклянных зеркал вместо металлических ничего подобного не замечалось. Пикте также решил узнать, может ли отражаться холод, для этого он воспользовался своей установкой с вогнутыми зеркалами и поместил в фокус одного зеркала сосуд со снегом. Тотчас же показания термометра, установленного в фокусе другого зеркала, снизились на несколько градусов относительно температуры окружающего воздуха. А в 1771 году Пьер Прево определил, что тела, имеющие одинаковую температуры, способны обмениваться излучением. Согласно Прево всякое нагретое тело испускает тепловые лучи, так же , как всякое светящееся тело испускает световые лучи. В 1880 году Фридрих Вильгельм (Уильям) Гершель заметил, что стекла различных цветов, употребляемые как светофильтры телескопов, по-разному поглощают свет и тепло солнечных лучей.  Помещая чувствительный термометр с зачерненным шариком и каждую цветную полосу солнечного спектра, Гершель обнаружил, что показания термометра увеличиваются по мере продвижения от фиолетовой полосы к красной. Впервые в истории Гершель обнаружил обнаружил существование невидимых лучей, «обладающих наибольшей нагревательной силой». Эти лучи позже были названы французским физиком Беккерелем инфракрасными.

Видимого излучения.

                     Впервые Исаак Ньютон в 1671 году ввёл понятие "спектр". Он сделал наблюдение, при котором луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло и образует разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц  разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов. Тогда же Ньютон разделил свет на семь цветов:  красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, индиго и фиолетовый.

Ультрафиолетового излучения. 
 
      В 1820 году Эверхард Хоум поставил опыт на самом себе. Он в течении получаса держал свои руки под лучами солнца. Одна рука была покрыта чёрной тканью, а другую оставил полностью открытой. Температура покрытой руки была равна 1060 градусам по Фаренгейту, а другая - 980. Однако кожа была обожжена только на открытой руке, несмотря на то, что температура руки под черной тканью была выше. Подобный эксперимент он повторил с одним из темнокожих жителей. Не обнаружив никакого ожога, Эверхард Хоум пришел к выводу, что темная пигментация кожи обеспечивает защиту от сильного солнечного света. Поэтому Эверхард Хоум решил, что в основе действия солнечных лучей на кожу лежит не тепловой, а химический эффект. Фотобиология и фотомедицина обязаны своим рождением работам шведского ученого Нильса Ридберга Финсена, который в 1893 году успешно лечил кожную сыпь путем облучения пациентов «химическими лучами» с помощью искусственных источников. За излечение черной оспы и lupus vulgaris Финсен в 1903 году был удостоен Нобелевской премии. В это же время была выдвинута идея фотодинамической терапии, а в 1905 г. зарегистрирован успешный результат лечения basal cell carcinoma с помощью света и эозина. Эти открытия увенчались вторым рождением гелиотерапии в начале XX века.

  Рентгеновского излучения.

                             В 1894 г. он приступил к экспериментальным исследованиям электрического разряда в стеклянных вакуумных трубках. Вечером 8 ноября 1895 г. Рентген, как обычно, работал в своей лаборатории, занимаясь изучением катодных лучей. Около полуночи, почувствовав усталость, он собрался уходить. Окинув взглядом лабораторию, погасил свет и хотел было закрыть дверь, как вдруг заметил в темноте какое-то светящееся пятно. Оказалось, светился экран из синеродистого бария. Почему он светится? Солнце давно зашло, электрический свет не мог вызвать свечения, катодная трубка выключена, да и вдобавок закрыта черным чехлом из картона. Рентген еще раз посмотрел на катодную трубку и упрекнул себя: оказывается, он забыл ее выключить. Нащупав рубильник, ученый выключил трубку. Исчезло и свечение экрана; включил трубку вновь — и вновь появилось свечение. А когда рука ученого оказалась на пути неизвестных лучей, он увидел на экране силуэт ее костей! Рентген описал выполненые опыты и разослал их ведущим физикам Европы. В марте 1896 г. Рентген выступил конструкции трубки для получения интенсивных рентгеновских лучей. «В этой трубке Х-лучи выходят из анода. Основываясь на опытах с трубками различных конструкций, я пришел к заключению со вторым сообщением. В нем он описал опыты по ионизирующему действию лучей и по изучению возбуждения Х-лучей различными телами. В результате этих исследований он констатировал, что не оказалось ни одного твёрдого тела, которое под воздействием катодных лучей не возбуждало бы Х-лучей». Это привело Рентгена к изменению, что для интенсивности Х-лучей не имеет значения, является ли место конструкции рентгеновских трубок с алюминиевым катодом и платиновым антикатодом. возбуждения лучей анодом или нет». Тем самым Рентгеном были установлены основные черты конструкции рентгеновских трубок с алюминиевым катодом и платиновым антикатодом.

                            По рентгеновским снимкам ученые теперь могли легко отличить кристаллы от аморфных тел, выявить сдвиги цепочек атомов в глубине непрозрачных для света металлов и полупроводников, определить, какие изменения в структуре кристаллов происходят при сильном нагревании и глубоком охлаждении, при сжатии и растяжении.

    Рентген не взял патента, подарив свое открытие всему человечеству. Это дало возможность конструкторам разных стран мира изобретать разнообразные рентгеновские аппараты.

Таблица №3 « История открытия электромагнитных волн».

Данная таблица выполнена самостоятельно.

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА. 

Влияние радиоволн.

    Кожный покров человека, точнее, его внешние слои, абсорбирует (поглощает) радиоволны, вследствие чего выделяется тепло, которое абсолютно точно можно зафиксировать экспериментально. Максимально допустимое повышение температуры для человеческого организма составляет 4 градуса. Из этого следует, что для серьёзных последствий человек должен подвергаться продолжительному воздействию довольно мощных радиоволн, что маловероятно в повседневных бытовых условиях.

  Впрочем, отдельные части тела (к примеру, глазные яблоки) вследствие меньшего снабжения кровью менее приспособлены к отводу тепла.

  Нетепловые эффекты от воздействия радиоволн также часто указываются в качестве возможных вредных факторов влияния на здоровье человека. Среди вероятных негативных эффектов озвучивают ухудшение кровообращения, затруднение деятельности головного мозга и даже генетические мутации. Кое-какие из этих предположений доказаны экспериментально, но дело заключается в том, что испытания проводились либо на животных, либо на клеточных культурах. Соответственно, вопрос о вредности нетермических эффектов от радиоволн для человека остаётся открытым.

 Много говорится в околонаучных  и научных кругах и о помехах, которые радиоволны могут создавать  для электроприборов. Широко известно, что электромагнитное излучение  препятствует качественному приёму  телесигнала. Смертельно опасны  радиоволны для владельцев электрических  кардиостимуляторов – последние  имеют чёткий пороговый уровень, выше которого электромагнитное  излучение, окружающее человека, подниматься  не должно.

 Все приборы, позиционируемые  производителями как защищающие  от вредного воздействия радиоволн, на практике бесполезны. Единственно  правильным способом является  нахождение на максимально возможном  расстоянии от передающей антенны. Установлено, что приближение к  источнику излучения на близкое  расстояние увеличивает дозу  облучения чуть ли не в геометрической  прогрессии.

 Конечно, мы не можем рассмотреть  абсолютно все рукотворные объекты, являющиеся излучателями радиоволн.

Но те, с которыми человек сталкивается в процессе своей жизнедеятельности, приведены ниже:

 • мобильные телефоны;

 • радиопередающие антенны;

 • радиотелефоны системы DECT;

 • сетевые беспроводные устройства;

 • Bluetooth-устройства;

 • сканеры тела;

 • бебифоны;

 • бытовые электроприборы;

 • высоковольтные линии электропередач.

Мобильные телефоны

 Частота волн, излучаемых «мобильниками», различается в зависимости от  используемого стандарта мобильной  связи: от 880 до 2170 МГц. У телефонов, работающих  по стандарту GSM-900, мощность излучения  не превышает 2 Вт, а по стандарту GSM-900 – 1 Вт. Частота модуляции стандарта GSM составляет 217 Гц, стандарт CDMA же работает  в непульсирующем режиме.

 Человек, говорящий по мобильному  телефону, наверняка замечает, что  у него нагревается ухо. Сила  нагрева зависит от типа телефона  и его антенны, а также мощности  излучения. Степень такого излучения  контролируется по специальному  показателю SAR. Согласно нему, предельно  допустимое значение мощности  составляет 2 Вт на килограмм живого  веса. Наиболее подвержены воздействию  излучения от мобильных телефонов  глаза.

 В 2003 году исследования шведских  учёных доказали, что радиоизлучение  повреждает нервные клетки головного  мозга и нарушает его токи. Немецкое федеральное ведомство  по защите от радиоизлучений, правда, заявило, что не признаёт  этих выводов, так как располагает  другими данными. Также, исследования  компании Interphone позволили утверждать, что между использованием мобильной  связи и риском развития рака  головного мозга нет никакой  взаимосвязи. Не получили никаких  весомых доказательств и предположения  о том, что радиоволны, генерируемые  мобильными телефонами, несут опасность  для функциональности сперматозоидов  и вызывают нарушения цепочек  ДНК.