Электромагнит. Электромагнитное излучение. Инфракрасным излучением. Ультрафиолетовые лучи

Электромагнит – электротехническое устройство для возбуждения магнитного потока. Основой электромагнита является обычно так называемый сердечник из хорошо намагничивающего материала, вокруг которого имеется обмотка из изолированной медной проволоки; при пропускании электрического тока сердечник намагничивается и создает магнитный поток. Для некоторых специальных целей используют не сердечниковый электромагнит, а так называемый соленоид.

В зависимости от назначения конструкции электромагниты могут работать на постоянном или переменном токе. Электромагниты широко применяются в технике, являясь одной из основных частей многих электрических машин, аппаратов и приборов (в т. ч. медицинских); их используют также для хирургических целей, например, в глазной хирургии для извлечения из глаза попавших в него магнитных инородных тел   (осколки   железа,   стали).

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - потоки фотонов, не имеющих заряда, обладающих определенной энергией и массой и распространяющихся со скоростью света. К электромагнитным излучениям относятся радиоволны, тепловое излучение, инфракрасные лучи.

Инфракрасным излучением (ИК) называется электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами, длины волн которого в вакууме лежат в пределах от 1 мм до 770 нм  (1 нм=10^{-9 м), видимый свет. Видимым излучением, или видимым светом, называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме от 770 до 380 нм, которое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе.}

Ультрафиолетовые лучи. Ультрафиолетовым излучением (УФ) называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме от 380 до 10 нм. Рентгеновским излучением, или рентгеновскими лучами, называется электромагнитное излучение, которое возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн в вакууме, лежащими в широком диапазоне с условными границами от 10-100 нм до 0,01-1  пм.

Рентгеновы лучи и гамма-лучи. Гамма-излучением, или гамма-лучами, называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме менее 0,1 нм, которое испускается возбужденными атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также возникает при распаде частиц, аннигиляции пар «частица - античастица» и других процессах.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - особая форма материи, обладающая волновыми и корпускулярными свойствами и проявляющаяся в электрических и магнитных явлениях. Электромагнитное поле подразделяется на Э. п. индукции, представляющее собой периодическое чередование электрического и магнитного полей, и Э. п. излучения - электромагнитная волна, представляющая собой единство одновременно и периодически изменяющихся электрического и магнитного   полей.

Скорость  распространения  электромагнитной волны () в свободном   пространстве равна скорости света (с),   а в прочих средах   определяется следующей зависимостью:

где  - диэлектрическая проницаемость среды, а  - магнитная проницаемость среды. Расстояние, на которое перемещается Э. п. за время полного периода колебания (Т), называется длиной волны () и определяется как

где   f - частота   колебаний.

Интенсивность Э. п. оценивается плотностью потока мощности, т. е. количеством энергии, переносимой полем в 1 сек. через площадку в 1 см², перпендикулярную направлению распространения поля, и измеряется в вт/смг (мвт/см², мквт/см²).

Спектр электромагнитных колебаний весьма Широк и, в зависимости от их свойств, условно делится на следующие части: 1) радиоволны; 2) инфракрасные лучи; 3) видимые световые лучи; 4) ультрафиолетовые лучи; 5)   рентгеновы   лучи;    6)   гамма-лучи.

В промышленности, военном деле, медицине наиболее широкое применение нашли Э. п. высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот (радиоволны). Наиболее высокие плотности потока мощности могут быть получены (кроме лазеров) в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне (f=3·10⁸÷10¹¹гц; =100см÷1мм) за счет создания остро направленных излучателей (антенн).

При распространении Э. п. могут иметь место явления поглощения, преломления, отражения и рассеивания электромагнитных волн (ЭМВ). При поглощении волн происходит уменьшение их энергии с частичным переходом энергии поля в тепловую. Это свойство ЭМВ используется в лечебной практике. Способность различных тел отражать ЭМВ позволяет применять их для целей радиолокации (см.), радиоастрономии и др.

Э. п., воздействуя на живые организмы, может оказывать на них вредное влияние. Основными источниками СВЧ-излучений являются антенные системы, открытые концы волноводов, генераторы, а также генераторные лампы, могущие стать источником и рентгеновского излучения (если анодное напряжение превышает 15-20 кв).

В основе биологического действия Э. п. на ткани живого организма лежит поглощение тканями энергии, величина которой определяется свойствами живой ткани или ее электрическими параметрами - диэлектрической постоянной (г) и проводимостью (). Последние могут быть измерены. Ткани организма в связи с высоким содержанием в них воды следует рассматривать как диэлектрики с потерями. Глубина проникновения Э. п. в организм тем больше, чем меньше поглощение. При общем облучении тела энергия проникает в ткани примерно на глубину 0,1-0,01 длины волны, что учитывается при лечебном применении сверхвысокочастотного   (СВЧ)   поля.