Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

1. Что такое электромагнитное поле (эмп). Электромагнитное поле определение


Электромагнитное поле

Пусть также на земле лежит магнит. Наблюдатель, стоящий на земле, регистрирует постоянное магнитное поле, создаваемое этим магнитом; коль скоро это поле не меняется со временем, никакого электрического поля в земной системе отсчёта не возникает. Но относительно автомобиля магнит движется приближается к автомобилю или удаляется от него. В системе отсчёта автомобиля магнитное поле меняется со временем нарастает или убывает; наблюдатель в автомобиле фиксирует вихревое электрическое поле, порождаемое переменнным магнитным полем нашего магнита.

Но все инерциальные системы отсчёта абсолютно равноправны, среди них нет какой-тоодной привилегированной. Законы природы выглядят одинаково в любой инерциальной системе отсчёта, и никакой физический эксперимент не может отличить одну инерциальную систему отсчёта от другой48. Поэтому естественно считать, что электрическое поле и магнитное поле служат двумя различными проявлениями одного физического объекта электромагнитного поля.

Таким образом, в произвольной, наудачу выбранной системе отсчёта будут присутствовать обе компоненты электромагнитного поля поле электрическое и поле магнитное. Но может случиться и так, что в некоторой системе отсчёта, специально приспособленной для данной задачи, одна из этих компонент обратится в нуль. Мы видели это в наших примерах с автомобилем.

Электромагнитное поле можно наблюдать и исследовать по его действию на заряженные

частицы. Силовой характеристикой электромагнитного поля является пара векторов ~ и~ E B

напряжённость электрического поля и индукция магнитного поля. Сила, с которой электромагнитное поле действует на заряд q, движущийся со скоростью ~v, равна:

~ ~ ~

 

F = Fэл + Fмагн:

 

~

~

Силы в правой части нам хорошо известны. Сила Fэл = qE действует со стороны электри-

ческого поля. Она не зависит от скорости заряда.

Сила ~магн действует со стороны магнитного поля. Её направление определяется по правилу

F

часовой стрелки или левой руки, а модуль по формуле Fмагн = qvB sin , где угол между

~

векторами ~v и B.

3.26.3Об уравнениях Максвелла

Теория электромагнитного поля была создана Максвеллом. Он предложил свою знаменитую систему дифференциальных уравнений (уравнений Максвелла), которые позволяют найти век-

торы ~ и~ в любой точке заданной области пространства по известным источникам зарядам

E B

и токам49. Уравнения Максвелла легли в основу электродинамики и позволили объяснить все известные на тот момент явления электричества и магнетизма. Но мало того уравнения Максвелла дали возможность предсказывать новые явления!

Так, среди решений уравнений Максвелла обнаружились поля с неизвестными ранее свойствами электромагнитные волны. А именно, уравнения Максвелла допускали решения в виде электромагнитного поля, которое может распространяться в пространстве, захватывая с течением времени все новые и новые области. Скорость этого распространения конечна и зависит от среды, заполняющей пространство. Но электромагнитные волны не нуждаются ни в какой среде они могут распространяться даже сквозь пустоту. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме совпадает со скоростью света c = 3 108 м/с (сам свет также является электромагнитной волной).

48Это принцип относительности Эйнштейна, лежащий в основе теории относительности.

49Для однозначного нахождения полей необходимо знать ещё начальные условия значения полей в начальный момент времени, а также граничные условия некоторые условия для полей на границе рассматриваемой области.

studfiles.net

1. Что такое электромагнитное поле (эмп)

Обеспечение защиты работающих от неблагоприятного влияния ЭМП осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.

5.2. Организационные мероприятия предусматривают: выбор рациональных режимов работы, ограничение продолжительности пребывания персонала в условиях воздействия ЭМП, организация рабочих мест на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение нормативных требований, соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП.

5.3. Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение источников ЭМП и применение коллективных и индивидуальных средств защиты, в том числе экранирование источников ЭМП или рабочих мест.

5.4. Лица, профессионально связанные с воздействием источников ЭМП ПРТО, должны проходить предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в порядке, установленном соответствующим приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации.

5.5. Владельцы (или уполномоченные лица) ПРТО, зданий, территорий и сооружений, где расположены ПРТО, обязаны пройти обучение по вопросам обеспечения санитарно-эпидемиологических требований электромагнитной безопасности работающих и населения.

5.6. Во всех случаях размещения ПРТО его владелец обязан рассматривать возможность применения различных методов защиты (пассивных и активных) для защиты общественных и производственных зданий от ЭМП на стадиях проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации.

5.7. В рекомендациях по защите населения от вторичных ЭМП РЧ необходимо предусматривать меры по ограничению непосредственного доступа к источникам вторичного излучения (элементам конструкции зданий, коммуникациям, различным сетям).

5.8. Территории (участки крыш), на которых уровень ЭМП превышает ПДУ для населения и на которые возможен доступ лиц, не связанных непосредственно с обслуживанием ПРТО, должны быть ограждены и/или обозначены предупредительными знаками. При работе на этих участках (кроме персонала ПРТО) передатчики ПРТО должны отключаться.

5.9. Во всех случаях пребывания в зоне расположения антенн РРС и ИРС на расстояниях, менее регламентируемых п. п. 3.14 и 3.15, лиц, не связанных с обслуживанием этих антенн, передатчик должен быть выключен.

Введение

«Одной из наиболее острых проблем современности является сохранение среды обитания человечества. Любые успехи научно-технического прогресса будут обесценены, если они сопровождаются разрушением природы. Человек не сможет жить без чистого воздуха, свободных от вредных примесей воды и продуктов питания.»

Тейяр де Шарден

Понятие «экология» (от греч. oikos -- дом, жилище) известно всякому образованному человеку, ибо о ней (экологии) сейчас говорят все: с экранов телевизоров, по радио, со страниц книг, газет и журналов. Слово «экология» на устах первых руководителей государств мира. Почему это произошло? Какова причина столь пристального внимания к данной проблеме?

Экология -- наука, изучающая условия существования живых организмов во взаимосвязи с окружающей средой. Этот термин был предложен в 1866 году немецким зоологом Эрнестом Геккелем (1834-1919), считавшим, что под экологией мы должны понимать «сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт».

Все многообразие живого на нашей планете возникло, эволюционировало и ныне существует благодаря непрерывному взаимодействию с различными факторами внешней среды, приспосабливаясь к их влиянию и изменениям, используя их в процессах жизнедеятельности. И большинство этих факторов имеют именно электромагнитную природу. На протяжении всей эпохи эволюции живых организмов электромагнитные излучения существуют в среде их обитания - биосфере. Учёные последовательно обнаруживали всё новые природные электромагнитные излучения в различных диапазонах электромагнитного спектра.

Электромагнитные поля и излучения буквально пронизывают всю биосферу Земли, поэтому можно полагать, что все диапазоны естественного электромагнитного спектра сыграли какую-то роль в эволюции организмов, и что это как-то отразилось на процессах их жизнедеятельности.

Однако, с развитием цивилизации, существующие естественные поля дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, и они играют важную роль для всего живого на Земле. Человек при помощи радиотехнических и радиоэлектронных приборов создал невидимую электромагнитную паутину, в которой мы все находимся. Особенно сильно она разрослась в последние годы. Мощные линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, не менее мощные и многочисленные радио и телепередающие станции, космические ретрансляторы - все они влияют на общую картину воздействия электромагнитных полей. И чем больше мы окружаем себя ими, тем важнее становится для нас узнать о том, как действуют на все живое созданные природой и нами самими электромагнитные поля.

На практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины "электрическое поле", "магнитное поле", "электромагнитное поле".

Электрическое поле создается зарядами. Например, во всем известных школьных опытах по электризации эбонита, присутствует как раз электрическое поле.

Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику.

Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля (обозначение Е, единица измерения В/м). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н (единица измерения А/м). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл(Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.

По определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне). Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, обозначение - (лямбда).

Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются понятием частота, обозначение - f. Международная классификация электромагнитных волн по частотам приведена в таблице

Наименование частотного диапазона

Границы диапазона

Наименование волнового диапазона

Границы диапазона

Крайние низкие, КНЧ

3 - 30 Гц

Декамегаметровые

100 - 10 Мм

Сверхнизкие, СНЧ

30 - 300 Гц

Мегаметровые

10 - 1 Мм

Инфранизкие, ИНЧ

0,3 - 3 кГц

Гектокилометровые

1000 - 100 км

Очень низкие, ОНЧ

3 - 30 кГц

Мириаметровые

100 - 10 км

Низкие частоты, НЧ

30 - 300 кГц

Километровые

10 - 1 км

Средние, СЧ

0,3 - 3 МГц

Гектометровые

1 - 0,1 км

Высокие частоты, ВЧ

3 - 30 МГц

Декаметровые

100 - 10 м

Очень высокие, ОВЧ

30 - 300 МГц

Метровые

10 - 1 м

Ультравысокие,УВЧ

0,3 - 3 ГГц

Дециметровые

1 - 0,1 м

Сверхвысокие, СВЧ

3 - 30 ГГц

Сантиметровые

10 - 1 см

Крайне высокие, КВЧ

30 - 300 ГГц

Миллиметровые

10 - 1 мм

Гипервысокие, ГВЧ

300 - 3000 ГГц

Децимиллиметровые

1 - 0,1 мм

studfiles.net

электромагнитное поле - это... Что такое электромагнитное поле?

особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряжённостями (или индукциями) электрического и магнитного полей.

ЭЛЕКТРОМАГНИ́ТНОЕ ПО́ЛЕ, особая форма материи. Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Поведение электромагнитного поля изучает классическая электродинамика (см. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА). Электромагнитное поле описывается уравнениями Максвелла (см. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ), которые связывают величины, характеризующие поле, с его источниками, то есть с зарядами и токами, распределенными в пространстве. Электромагнитное поле неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами; при ускоренном движении частиц электромагнитное поле «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн (см. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ). Из уравнений Максвелла следует, что переменное электрическое поле порождает магнитное, а переменное магнитное поле порождает электрическое, поэтому электромагнитное поле может существовать и в отсутствие зарядов. Порождение электромагнитного поля переменным магнитным полем и магнитного поля переменным электрическим приводит к тому, что электрические и магнитные поля не существуют обособленно, независимо друг от друга. Поэтому электромагнитное поле есть вид материи, определяющийся во всех точках двумя векторными величинами, которые характеризуют две его составляющие — «электрическое поле» и «магнитное поле», и оказывающий силовое воздействие на заряженные частицы, зависящее от их скорости и величины их заряда. Электромагнитное поле в вакууме, то есть в свободном состоянии, не связанное с частицами вещества, существует в виде электромагнитных волн, и распространяется в пустоте при отсутствии весьма сильных гравитационных полей со скоростью, равной скорости света c = 2,998.108 м/с. Такое поле характеризуется напряженностью (см. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ) электрического поля Е и индукцией (см. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ) магнитного поля В. Для описания электромагнитного поля в среде используют также величины электрической индукции D и напряженности магнитного поля Н. В веществе, а также при наличии весьма сильных гравитационных полей, то есть вблизи весьма больших масс вещества, скорость распространения электромагнитного поля меньше величины c. Компоненты векторов, характеризующих электромагнитное поле, образуют, согласно теории относительности (см. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ТЕОРИЯ), единую физическую величину — тензор электромагнитного поля, компоненты которого преобразуются при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой в соответствии с преобразованиями Лоренца (см. ЛОРЕНЦА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ). Электромагнитное поле обладает энергией и импульсом. Существование импульса электромагнитного поля впервые было обнаружено экспериментально в опытах П. Н. Лебедева (см. ЛЕБЕДЕВ Петр Николаевич) по измерению давления света в 1899 г. Электромагнитное поле всегда обладает энергией. Плотность энергии электромагнитного поля = 1/2(ЕD+ВН). Электромагнитное поле распространяется в пространстве. Плотность потока энергии электромагнитного поля определяется вектором Пойтинга S =[E.H], единица измерения Вт/м2. Направление вектора Пойтинга перпендикулярно E и H и совпадает с направлением распространения электромагнитной энергии. Его величина равна энергии, переносимой через единичную площадку, перпендикулярную S за единицу времени. Плотность импульса поля в вакууме К = S/с2 = [E.H]/с2. При больших частотах электромагнитного поля существенными становятся его квантовые свойства и электромагнитное поле можно рассматривать как поток квантов поля — фотонов (см. ФОТОН (элементарная частица)). В этом случае электромагнитное поле описывается квантовой электродинамикой (см. КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА).

dic.academic.ru

1.Основные понятия электромагнитного поля.

Электромагнитное поле – особая форма материи, по средствам, которой осуществляется взаимодействие между электрическими зарядами отличающихся непрерывным распределением в пространстве, характеризующиеся способностью распространяться в вакууме со скоростью, близкой к скорости света, оказывающая на заряженные частицы силовое воздействие, зависящее от их скорости.

Электрический заряд – свойство частиц вещества или тела характеризующее из взаимосвязь с собственным электрическим полем.

е = 1,6 * Кл – заряд электрона

Электромагнитная волна – электромагнитные колебания распространяемые в пространстве с течением времени с конечной скоростью.

Электрическое поле – одно из проявлений электромагнитного поля обусловленное электрическими зарядами и изменением магнитного поля оказывающее силовое воздействие на заряженные частицы и тела, влияющее как на неподвижные, так и на движущиеся заряженные тела и частицы.

Магнитное поле - одно из проявлений электромагнитного поля обусловленное электрическими зарядами движущихся заряженных частиц и изменением электрического поля, оказывающее силовое воздействие на заряженные частицы и тела, влияющее как на неподвижные, так и на движущиеся заряженные тела и частицы, пропорционально их скорости.

Электромагнитное поле является совокупностью переменных взаимосвязанных и влияющих друг на друга электрического и магнитного полей. Частными видами электромагнитного поля являются:

1. Электростатическое поле, которое создается неподвижными заряженными телами и проявляется в виде механической силы, действующей на неподвижный электрический заряд. Это поле потенциально, т.е. rot  = 0.

2. Электрическое поле постоянного тока (стационарное электрическое поле) образуется внутри и вне проводников при прохождении по ним постоянного тока. При этом внутри однородного проводника отсутствует объемная плотность заряда, т.е. div  = 0. Поле является потенциальным и для него справедливо уравнение Лапласа ∇2φ = 0.

3. Магнитное поле постоянного потока проявляется в силовом воздействии на движущиеся в нем заряженные тела и на неподвижные контуры с постоянным током. Поле имеет вихревой характер ().

Электрическое поле постоянного тока и магнитное поле постоянного потока могут рассматриваться независимо друг от друга.

2.Основные законы электротехники.

Как правило, под законами электромеханики подразумевают следующие законы электродинамики, необходимые для анализа процессов и проектирования электромеханических преобразователей[12].

1. Закон электромагнитной индукции Фарадея:

где  — ЭДС,  — магнитный поток,  — магнитная индукция в данной точке поля,  — активная длина проводника в пределах равномерного магнитного поля с индукцией , расположенного в плоскости, перпендикулярной к направлению магнитных силовых линий,  — скорость проводника в плоскости, нормальной к , в направлении, перпендикулярном к .

2. Закон полного тока для магнитной цепи (1-ое уравнение Максвелла в интегральной форме):

где  — вектор напряженности магнитного поля,  — элементарное перемещение вдоль некоторого пути в магнитном поле,  — величина полного тока, который охватывается контуром интегрирования.

3. Закон электромагнитных сил (закон Ампера).

Профессор МЭИ Копылов И. П. сформулировал три общих закона электромеханики[13]:

1-й закон: Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться без потерь, его КПД всегда меньше 100 %.

2-ой закон: Все электрические машины обратимы, одна и та же машина может работать как в режиме двигателя так и в режиме генератора.

3-ий закон: Электромеханическое преобразование энергии осуществляется неподвижными друг относительно друга полями. Ротор может вращаться с той же скоростью, что и поле (в синхронных машинах), или с другой скоростью (в асинхронных машинах), однако поля статора и ротора в установившемся режиме неподвижны относительно друг друга.

Опытным путем был установлен основной закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через контур. Закон электромагнитной индукции Фарадея использует понятие магнитного потока ΦB через замкнутую поверхность Σ, который определён через поверхностный интеграл:

где dS — площадь элемента поверхности Σ(t), B — магнитное поле, а B·dS — скалярное произведение B и dS. Предполагается, что поверхность имеет «устье», очерчённое замкнутой кривой, обозначенной ∂Σ(t). Закон индукции Фарадея утверждает, что когда поток изменяется, то при перемещении единичного положительного пробного заряда по замкнутой кривой ∂Σ совершается работа , величина которой определяется по формуле:

где  — величина электродвижущей силы (ЭДС) в вольтах, а ΦB — магнитный поток в веберах. Направление электродвижущей силы определяется законом Ленца.

studfiles.net

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это... Что такое ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ?

 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ         особая форма материи, посредством к-рой осуществляется вз-ствие между электрически заряж. ч-цами (см. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ). Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрич. поля Е и магн. индукцией В, к-рые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряж. ч-цы. Наряду с векторами Е и В, измеряемыми непосредственно, Э. п. может характеризоваться скалярным j и векторным А потенциалами, к-рые определяются неоднозначно, с точностью до калибровочного преобразования (см. ПОТЕНЦИАЛЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ). В среде Э. п. характеризуется дополнительно двумя вспомогат. величинами: напряжённостью магн. поля Н и электрич. индукцией D. Э. п. изучает классич. электродинамика; в произвольной среде оно описывается Максвелла уравнениями, позволяющими определить поля в зависимости от распределения зарядов и токов. Микроскопич. Э. п., созданные отд. элем. ч-цами, характеризуются напряжённостями микроскопич. полей: электрич. поля е и магнитного h. Их ср. значения связаны с макроскопич. хар-ками Э. п. след. образом: е==Е, h==B, Микроскопич. поля удовлетворяют Лоренца — Максвелла уравнениям. Э. п. неподвижных или равномерно движущихся заряж. ч-ц неразрывно связано с этими ч-цами; при ускоренном движении ч-ц Э. п. «отрывается» от них и существует независимо в форме эл.-магн. волн (см. ИЗЛУЧЕНИЕ). Порождение Э. п. перем. магн. полем и магн. поля переменным электрическим приводит к тому, что электрич. и магн. поля не существуют обособленно, независимо друг от друга. Компоненты векторов, характеризующих Э. п., образуют, согласно относительности теории, единую физ. величину — тензор Э. п., элементы к-рого преобразуются при переходе от одной инерц. системы отсчёта к другой в соответствии с Лоренца преобразованиями.

При больших частотах Э. п. становятся существенными его квантовые (дискретные) св-ва, и Э. п. можно рассматривать как поток квантов поля — фотонов. В этом случае классич. электродинамика неприменима, и Э. п. описывается квантовой электродинамикой.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

.

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Смотреть что такое "ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ" в других словарях:

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, один из видов поля физического. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрического поля и магнитного поля. Переменное электромагнитное поле может распространяться в виде электромагнитных волн. Электромагнитное… …   Современная энциклопедия

  • Электромагнитное поле — ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, один из видов поля физического. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрического поля и магнитного поля. Переменное электромагнитное поле может распространяться в виде электромагнитных волн. Электромагнитное… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — физ. поле, взаимодействующее с электрически заряж. частицами вещества, а также с частицами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрич. и магн. моменты. Концепция поля для описания электрич. и магн. явлений [первонач. в форме… …   Физическая энциклопедия

  • электромагнитное поле — Вид материи, определяемый во всех точках двумя векторными величинами, которые характеризуют две его стороны, называемые «электрическое поле» и «магнитное поле», оказывающий силовое воздействие на электрически заряженные… …   Справочник технического переводчика

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — см. (13, 15) …   Большая политехническая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — особая форма материи. Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрических и магнитных полей …   Большой Энциклопедический словарь

  • Электромагнитное поле — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • Электромагнитное поле — совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля... Источник: МСанПиН 001 96. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях.… …   Официальная терминология

  • Электромагнитное поле —     Классическая электродинамика …   Википедия

  • электромагнитное поле — особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряжённостями (или индукциями) электрического и магнитного полей. * * * ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, особая… …   Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

Электромагнитное поле - это... Что такое Электромагнитное поле?

Электромагни́тное по́ле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.

Электромагнитное поле (и его изменение со временем) описывается в электродинамике в классическом приближении посредством системы уравнений Максвелла. При переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой электрическое и магнитное поле в новой системе отсчета — каждое зависит от обоих — электрического и магнитного — в старой, и это ещё одна из причин, заставляющая рассматривать электрическое и магнитное поле как проявления единого электромагнитного поля.

В современной формулировке электромагнитное поле представлено тензором электромагнитного поля, компонентами которого являются три компонента напряжённости электрического поля и три компонента напряжённости магнитного поля (или — магнитной индукции)[~ 1], а также четырёхмерным электромагнитным потенциалом — в определённом отношении ещё более важным.

Действие электромагнитного поля на заряженные тела описывается в классическом приближении посредством силы Лоренца.

Квантовые свойства электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами (а также квантовые поправки к классическому приближению) — предмет квантовой электродинамики, хотя часть квантовых свойств электромагнитного поля более или менее удовлетворительно описывается упрощённой квантовой теорией, исторически возникшей заметно раньше.

Возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве, называется электромагнитной волной (электромагнитными волнами)[~ 2]. Любая электромагнитная волна распространяется в пустом пространстве (вакууме) с одинаковой скоростью — скоростью света (свет также является электромагнитной волной). В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.

История открытия

До начала XIX в. электричество и магнетизм считались явлениями, не связанными друг с другом, и рассматривались в разных разделах физики.

В 1819 г. датский физик Г. Х. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, расположенного вблизи этого проводника, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.

Французский физик и математик А. Ампер в 1824 г. дал математическое описание взаимодействия проводника тока с магнитным полем (см. Закон Ампера).

В 1831 г. английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции — возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля.

В 1864 г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе, в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.

Теория Максвелла уже при своем возникновении разрешила ряд принципиальных проблем электромагнитной теории, предсказав новые эффекты и дав надежную и эффективную математическую основу описанию электромагнитных явлений. Однако при жизни Максвелла наиболее яркое предсказание его теории — предсказание существования электромагнитных волн — не получило прямых экспериментальных подтверждений.

В 1887 г. немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла. Его экспериментальная установка состояла из находящихся на некотором расстоянии друг от друга передатчика и приёмника электромагнитных волн, и фактически представляла собой исторически первую систему радиосвязи, хотя сам Герц не видел никакого практического применения своего открытия, и рассматривал его исключительно как экспериментальное подтверждение теории Максвелла.

В XX в. развитие представлений об электромагнитном поле и электромагнитном излучении продолжилось в рамках квантовой теории поля, основы которой были заложены великим немецким физиком Максом Планком. Эта теория, в целом завершенная рядом физиков около середины XX века, оказалась одной из наиболее точных физических теорий, существующих на сегодняшний день.

Во второй половине XX века (квантовая) теория электромагнитного поля и его взаимодействия была включена в единую теорию электрослабого взаимодействия и ныне входит в так называемую стандартную модель в рамках концепции калибровочных полей (электромагнитное поле является с этой точки зрения простейшим из калибровочных полей — абелевым калибровочным полем).

Классификация

Электромагнитное поле с современной точки зрения есть безмассовое[~ 3] абелево[~ 4]векторное[~ 5]калибровочное[~ 6] поле. Его калибровочная группа — группа U(1).

Среди известных (не гипотетических) фундаментальных полей электромагнитное поле — единственное, относящееся к указанному типу. Все другие поля такого же типа (которые можно рассматривать, по крайней мере, чисто теоретически) — (были бы) полностью эквивалентны электромагнитному полю, за исключением, быть может, констант.

Физические свойства

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия - предмет изучения электродинамики, с классической точки зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой - квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач - очень и очень хорошим.

В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определенной частотой и волновым вектором различаются на один фотон).

Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.

Существует теория (входящая в Стандартную модель), объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено ее отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, как и теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность. Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них по меньшей мере недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.

Безопасность электромагнитных полей

В связи со всё большим распространением источников ЭМП в быту (СВЧ-печи, мобильные телефоны, теле-радиовещание) и на производстве (оборудование ТВЧ, радиосвязь), большое значение приобретают нормирование уровней ЭМП и изучение возможного влияния ЭМП на человека[1]. Нормирование уровней ЭМП проводится раздельно для рабочих мест и санитарно-селитебной зоны.

Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях — на службу охраны труда.

Предельно-допустимые уровни ЭМП в разных радиочастотных диапазонах различны[2].

См. также

Примечания

  1. ↑ Для вакуума, для которого формулируются фундаментальные уравнения, напряжённость магнитного поля и магнитная индукция — по сути одно и то же, хотя в некоторых системах единиц (в том числе в СИ) могут отличаться постоянным множителем и даже единицами измерения.
  2. ↑ Подразумевается распространение со слабым убыванием по интенсивности; в вакууме подразумевается убывание с расстоянием от источника медленнее, чем убывание статического (кулоновского) поля; плоская электромагнитная волна — пока приближение плоской волны верно и в пренебрежении поглощением (или в идеальном вакууме) — вообще не убывает по амплитуде, сферическая — убывает медленнее, чем соответственно напряженность или потенциал в законе Кулона.
  3. ↑ Параметр m (масса) в уравнении Клейна-Гордона для электромагнитного поля равен нулю (иначе говоря, это означает, что электромагнитный потенциал подчиняется — в определённой калибровке — просто волновому уравнению. С этим связан факт, что фотон (в вакууме) нельзя — как и любую безмассовую частицу — остановить (а также разогнать или замедлить), он всегда движется с одной и той же скоростью — скоростью света.
  4. ↑ В наиболее простой интерпретации это означает, что электромагнитное поле непосредственно не взаимодействует само с собой, то есть что электромагнитное не имеет электрического заряда. Фотон не может сам непосредственно излучить или поглотить другой фотон.
  5. ↑ При применении терминов в узком смысле калибровочными считаются только векторные поля; но мы, во всяком случае, обозначим здесь векторный характер электромагнитного поля явно.
  6. ↑ Калибровочным электромагнитное поле является при рассмотрении его во взаимодействии с электрически заряженными частицами; понятие калибровочного поля всегда подразумевает подобное взаимодействие (подобное в каком-то смысле; конкретный способ взаимодействия может заметно отличаться).

Литература

Ссылки

  1. ↑ Ю. А. Холодов Мозг в электромагнитных полях. — М.: Наука, 1982. — P. 123. — (Человек и окружающая среда).
  2. ↑ Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП) диапазона частот 10-60 КГц (утв. Минздравом СССР 31.07.1991 № 5803-91), по состоянию на 12 октября 2006 года.

biograf.academic.ru

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это... Что такое ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ?

 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

- физ. поле, взаимодействующее с электрически заряж. частицами вещества, а также с частицами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрич. и магн. моменты.

Концепция поля для описания электрич. и магн. явлений [первонач. в форме потенциалов - С. Пуассон (S. Poisson), 1811, 1823] сложилась как альтернатива теории дальнодействия. Термин "Э. п." стал применять М. Фарадей (М. Faraday), понимая его как реальный физ. объект, распределённый в пространстве. Дж. Максвелл (J. Maxwell) определил Э. п. как совокупность взаимосвязанных векторных полей и установил законы, к-рым они подчиняются (см. Максвелла уравнения). Однако до А. Эйнштейна (A. Einstein) (1904) Э. п. продолжали трактовать как возмущение гипотетич. среды - "светоносного эфира". Эйнштейн окончательно придал Э. п. значение самостоятельной распределённой в вакууме субстанции, обладающей собственной массой и импульсом. Он же ввёл понятие о кванте Э. п.

Сосуществуют две концепции Э. п.: классическая и квантовая. Макроскопическое (классическое) Э. п. рассматривается как непрерывное силовое поле, обладающее распределённой энергией, массой, импульсом, моментом импульса (см. Электродинамика). В квантовой физике Э. п. интерпретируют как "газ" элементарных частиц- фотонов, а распределённые векторные величины, подчиняющиеся ур-ниям поля, описывают комплексную амплитуду вероятности обнаружения фотона в данный момент времени в данной области пространства с данным поляризац. состоянием (см. Квантовая электродинамика). Согласованность этих двух противоположных, на первый взгляд, концепций объясняется тем, что фотоны имеют целый спин и подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна, т. е. способны образовывать конденсат - занимать одно и то же квантовомеханическое состояние. Конденсат большого числа фотонов определяет свойства классич. Э. п.

М. А. Миллер, Г. В. Пермитин.

Спектр электромагнитных волн

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

.

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Смотреть что такое "ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ" в других словарях:

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, один из видов поля физического. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрического поля и магнитного поля. Переменное электромагнитное поле может распространяться в виде электромагнитных волн. Электромагнитное… …   Современная энциклопедия

  • Электромагнитное поле — ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, один из видов поля физического. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрического поля и магнитного поля. Переменное электромагнитное поле может распространяться в виде электромагнитных волн. Электромагнитное… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • электромагнитное поле — Вид материи, определяемый во всех точках двумя векторными величинами, которые характеризуют две его стороны, называемые «электрическое поле» и «магнитное поле», оказывающий силовое воздействие на электрически заряженные… …   Справочник технического переводчика

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — см. (13, 15) …   Большая политехническая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — особая форма материи. Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряженностями (или индукциями) электрических и магнитных полей …   Большой Энциклопедический словарь

  • Электромагнитное поле — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ — особая форма материи, посредством к рой осуществляется вз ствие между электрически заряж. ч цами (см. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ). Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрич. поля Е и магн. индукцией В, к рые определяют силы,… …   Физическая энциклопедия

  • Электромагнитное поле — совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля... Источник: МСанПиН 001 96. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях.… …   Официальная терминология

  • Электромагнитное поле —     Классическая электродинамика …   Википедия

  • электромагнитное поле — особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Характеризуется напряжённостями (или индукциями) электрического и магнитного полей. * * * ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ, особая… …   Энциклопедический словарь

dic.academic.ru