Введение
Электромагнитные волны
У человека нет особых органов чувств, способных улавливать электрические и магнитные поля, но, как мы видим, человека это не остановило. Он исследовал электромагнитные поля и волны, научился их создавать и улавливать, придумал для этого различные приборы. Приборы явились как бы дополнением к тем органам чувств, которые даны человеку природой, причем дополнением настолько совершенным, что мы теперь видим и слышим на расстояния в миллионы километров!
Мощность волн
Вокруг множество источников электромагнитных полей и волн. Это и большие ЛЭП, и домашняя электропроводка, бытовые электроприборы, например, микроволновые печки, компьютеры и сотовые телефоны, радиовещательные, телевизионные и сотовые станции.
Существуют нормы предельных уровней полей, и их соблюдают. Каждый из окружающих нас проводящих предметов является антенной. Они принимают радиоволны и снова излучают их. Возникает интерференция волн со своими минимумами и максимумами, которые могут оказаться выше допустимых.
Диапазоны волн
Все пространство вокруг нас пронизано электромагнитными волнами различных частот. В настоящее время все электромагнитные волны разделены на шесть основных диапазонов. Волны разных частот отличаются друг от друга проникающей способностью, скоростью распространения в веществе, видимостью, цветностью и т. д. Они могут оказывать как положительные, так и отрицательные эффекты на живые организмы.
Цель работы: Измерить уровень электромагнитного излучения различных источников и оценить его воздействие на вещество
Задачи:
1. Изучить характеристики электромагнитного поля;
2. Изготовить прибор для обнаружения высокочастотного излучения;
3. Измерить уровни электромагнитного излучения от мобильного телефона и высокочастотного генератора;
4. Определить зависимость уровня излучения от расстояния до источника.
5. Измерить уровень электромагнитного излучения в разных точках гп Северо-Енисейский.
6. Оценить воздействие электромагнитного излучения на вещество.
Актуальность работы
Человек живет в среде, которая обладает определенными свойствами. Очень важно знать, каким воздухом человек дышит, какую воду пьет, какие невидимые излучения его окружают. Актуальность работы заключается в том, что необходимо знать, что такое электромагнитное излучение, и как оно действует на живые организмы. Очень важно осознавать, что приборы, излучающие электромагнитные волны высокого уровня, приносят вред здоровью. Эти знания помогут человеку обезопасить себя от вредных проявлений ЭМИ.
Объект исследования: Электромагнитные волны.
Предмет исследования: Измерение уровня электромагнитного излучения и его зависимость от расстояния до источника.
Прибор для измерения уровня электромагнитных излучений
Измерить уровень электромагнитного сигнала можно с помощью самодельного индикатора. Индикатор может пригодиться при выборе места установки телевизионной или радиовещательной УКВ-антенны. Такую антенну надо располагать там, где максимум сигнала — только так можно получить чистый сигнал без помех и искажений. В одном месте показания индикатора от поля радиостанции могут изменяться в больших пределах.
Для простого индикатора ЭМИ нужна раздвижная ТВ-антенна (усы), четыре диода, измерительный прибор и провода.
Четыре диода соединяются, как показано на схеме. При сборке схемы соблюдается полярность диодов ГД 507. С другой стороны к выводам диодов припаян двухпроводный шнур любого вида и длины для присоединения к прибору.
Измерение уровня электромагнитного излучения генератора
Для работы с прибором для измерения уровня электромагнитных излучений необходимо определить приемы работы с данным прибором (рис. 1)
Рис. 1, 2
Чтобы найти оптимальные условия для работы с прибором для измерения уровня электромагнитных излучений нужно измерить уровень излучения высокочастотного генератора при различных углах между диполями антенны и при различной длине диполей.
Использовался высокочастотный генератор, основой которого служит электронная лампа ГУ-50. Он излучает электромагнитные волны частотой 17 МГц (рис. 2)
В ходе работы было проведено два опыта. Первый заключался в следующем: расстояние от генератора до индикатора (1 м) и длина диполей (0,8 м) оставались неизменными, менялся только угол между диполями. С каждым новым измерением он увеличивался на 5˚. Результат измерений представлен на рис. 3.
Во втором опыте изменялась длина диполей. Неизменными величинами являлись: угол между диполями 60˚ и расстояние от генератора до индикатора (рис. 4).
Рис. 3, 4
Уровень электромагнитного излучения менялся с изменением угла между диполями и их длины. Проводя опыт № 1, выяснилось, что сигнал ЭМИ достигает своего наибольшего значения в том случае, когда угол между диполями составляет 60˚. Из результатов второго опыта видно, что с увеличением длины диполей, увеличивается и уровень электромагнитного излучения.
Эксперимент №1. Определить зависимость уровня электромагнитного излучения от расстояния до источника излучения. Цель эксперимента: Определить уровень электромагнитного излучения: 1) телефона 2) Высокочастотного генератора.
Ход работы:
Для фиксации электромагнитных лучей необходим самодельный индикатор. Чтобы получить электромагнитное излучение с помощью телефона нужно позвонить с него или проверить баланс (в данном эксперименте используется второй способ). При первом измерении ЭМИ телефон располагается в 10 см. от индикатора. Далее телефон нужно отдалять от прибора на 10 см. после каждого измерения.
- Измерение электромагнитного излучения телефона (рис. 5).
1) Длина диполей 0,25 м;
2) 
между диполями 45˚;
3) Телефон: Samsung galaxy S5.
- Измерение электромагнитного излучения генератора (рис. 6).
1) Длина диполей 0,65м;
2)
между диполями 60˚;
3) Генератор в вертикальном положении.
Рис. 5, 6
Вывод: Электромагнитное излучение резко уменьшается при увеличении расстояния от индикатора. Исходя из рис. 5 телефон рекомендуется держать от себя на расстоянии не менее 0,4 метров, так как на данном расстоянии ЭМИ оказывает слабое воздействие на организм. Так же можно использовать гарнитуру.
Эксперимент №2. Зависимость электромагнитного излучения генератора от положения его излучателя.Цель эксперимента: Измерить уровень электромагнитного излучения высокочастотного генератора в вертикальном и горизонтальном положениях излучателя.
Ход работы:
Уровень электромагнитного излучения высокочастотного генератора достаточно большой. С увеличением расстояния уровень быстро падает. Измерения уровня электромагнитного излучения нужно проводить, так же как в эксперименте № 1. При первом измерении уровня ЭМИ плоскость излучающей катушки (излучатель) генератора располагается в вертикальном положении, соответственно во втором горизонтально (рис. 7).
Рис. 7.
Эксперимент №3. Измерение уровня электромагнитного излучения в разных точках гп Северо-Енисейского. Цель эксперимента: Измерить уровень электромагнитного излучения в различных местах и сравнить результаты.
|
№ |
Место измерения ЭМИ |
Расстояние до приемной антенны, м |
Уровень сигнала, мВ |
|
1 |
МегаФон |
5 |
1181 |
|
2 |
Электроподстанция |
10 |
405 |
|
3 |
Сбербанк |
2 |
123 |
|
4 |
Центр посёлка |
- |
64 |
Вывод: В гп Северо-Енисейский наибольшее значение уровня электромагнитного излучения возле вышки сотовой связи МегаФон. Наименьший уровень — центр посёлка.
Опыты свысокочастотным генератором. Нагревание вещества электромагнитными волнами
Были измерены следующие физические величины: масса стеклянного мерного стакана, масса раствора соли, температура раствора в стакане в начале опыта, время эксперимента, температура раствора в конце опыта.
Вывод: Температура воды за время проведения опыта увеличилась на 
. Исходя из результатов опыта, была рассчитана мощность электромагнитного излучения в данном месте 2.11 Вт.
Опыт№2. Генератор так же наносит вред и живому организму. При воздействии его на головной мозг происходит нагрев тканей, что приводит к плохим последствиям.
|
Время, мин |
30 |
30 |
20 |
20 |
|
t1 |
24,3 |
24,8 |
25,1 |
25,2 |
|
t2 |
24,1 |
24,3 |
24,4 |
24,5 |
В ходе излучения температура «головного мозга» изменилась. За время равное 1 час 40 мин температура, находящейся воды в голове, была увеличена на 1 оС.
По окончании опыта была расчитана мощность воздействия излучения на вещество Р =0,000061 Вт.
Выводы: Измерение данным прибором лучше проводить, когда угол между диполями составляет 60˚, а длина каждого 0,8 м.
Электромагнитное излучение резко уменьшается при увеличении расстояния от индикатора.
Уровни электромагнитного излучения генератора в данном месте при изменении положения излучателя резко отличаются друг от друга.
Уровень сигнала достигал 21 В, когда приемная антенна измерительного прибора была введена внутрь излучающей катушки генератора.
В гп Северо-Енисейский наибольшее значение уровня электромагнитного излучения возле вышки сотовой связи МегаФон. Наименьший уровень — в центре городского поселка.
Электромагнитное излучение нагревает вещество, в том числе и мягкие ткани человека.
Можно изобрести специальный прибор, который будет фиксировать уровень ЭМИ. С помощью этого прибора люди смогут следить за допустимым уровнем ЭМИ.
Литература:
1. Поляков В. Т. Посвящение в радиоэлектронику / В. Т. Поляков — Москва: Радио и связь, 1988.
2. Поляков В. Т. Измерим мощность волн / В. Т. Поляков // Юный техник.-2008.-№ 4.-С.74–75.
3. Справочник радиолюбителя-консруктора. — М.: Радио и связь, 1983. -455 с.
4. Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки / Я. Войцеховский — Москва: Советское радио, 1976.
5. Серия «Эрудит». Физика. — М.: ООО ТД Издательство Мир книги, 2006. -98 с.
