Что такое электромагнитные поля?

Что такое электромагнитные поля?

• Популярные темы
  • Загрязнение воздуха
  • Коронавирусная болезнь (COVID-19)
  • Гепатит
• Данные и статистика »
  • Информационный бюллетень
  • Факты наглядно
  • Публикации
• Найти страну »
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
  
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я
• ВОЗ в странах »
  • Репортажи
• Регионы »
  • Африка
  • Америка
  • Юго-Восточная Азия
  • Европа
  • Восточное Средиземноморье
  • Западная часть Тихого океана
• Центр СМИ
  • Пресс-релизы
  • Заявления
  • Сообщения для медиа
  • Комментарии
  • Репортажи
  • Онлайновые вопросы и ответы
  • События
  • Фоторепортажи
  • Вопросы и ответы
• Последние сведения
• Чрезвычайные ситуации »
• Новости »
  • Новости о вспышках болезней
• Данные ВОЗ »
• Приборные панели »
  • Приборная панель мониторинга COVID-19
• Основные моменты »
• Информация о ВОЗ »
  • Генеральный директор
  • Информация о ВОЗ
  • Деятельность ВОЗ
  • Где работает ВОЗ
• Руководящие органы »
  • Всемирная ассамблея здравоохранения
  • Исполнительный комитет
• Главная страница/
• Центр СМИ/
• Вопросы и ответы/
• Вопросы и ответы/
• Что такое электромагнитные поля?

4 августа 2016 г. | Вопросы и ответы

Определения и источники

Электрические поля возникают за счет разницы напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем более сильным будет возникающее поле. Магнитные поля возникают там, где проходит электрический ток: чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле. Электрическое поле есть даже при отсутствии электрического тока. Если имеется электрический ток, то сила магнитного поля будет меняться в зависимости от расхода электроэнергии, а сила электрического поля остается при этом постоянной.
(Выдержка из брошюры «Электромагнитные поля», опубликованной Европейским региональным бюро ВОЗ в 1999 г. (серия справочных брошюр для местных органов власти по вопросам здоровья и окружающей среды; 32).

Природные источники электромагнитных полей

Электромагнитные поля (ЭМП) окружают нас повсюду, оставаясь при этом невидимыми человеческому глазу. Электрические поля образуются при возникновении в атмосфере электрических зарядов, вызванных грозой. Магнитное поле Земли заставляет иглу компаса всегда указывать направление «север–юг» и помогает птицам и рыбам ориентироваться в пространстве.

Антропогенные (искусственные) источники электромагнитных полей

Помимо ЭМП, возникающих за счет природных источников, в спектре электромагнитных полей есть и те, которые создаются антропогенными источниками: например, рентгеновские лучи, используемые для диагностирования переломов конечностей в результате спортивных травм. Электричество в каждой штепсельной розетке ведет к образованию сопутствующих ЭМП низкой частоты. Различные радиоволны более высокой частоты используются для передачи информации при помощи ТВ антенн, радиостанций или базовых станций мобильной связи.

 

Что лежит в основе различий между электромагнитными полями?

Одна из основных характеристик электромагнитного поля – это его частота или соответствующая длина волны. Поля различной частоты воздействуют на организм по-разному. Вы можете попытаться представить электромагнитные волны в виде череды регулярно повторяющихся волн огромной скорости, равной скорости света. Частота – это показатель, который просто указывает число колебаний или циклов в секунду, а термин «длина волны» используется для определения расстояния между следующими одна за другой волнами. Следовательно, длина и частота волны тесно взаимосвязаны: чем выше частота, тем короче длина волны.

Проведение простого сравнения поможет лучше проиллюстрировать вышеизложенное: привяжите длинную веревку к дверной ручке, а свободный конец веревки держите в руке. Если вы будете медленно поднимать и опускать руку с веревкой, то образуется одна большая волна; если же движения будут более быстрыми, то это приведет к возникновению целой серии небольших волн. Длина веревки при этом остается постоянной, а значит, чем больше волн вы создадите (то есть, волн более высокой частоты), тем меньше будет расстояние между ними (то есть, длина волны будет короче).

 

Что происходит с организмом человека под воздействием электромагнитных полей?

Воздействие электромагнитных полей – это не новое явление.

Однако, в течение XX века воздействие антропогенных электромагнитных полей в окружающей нас среде неуклонно возрастало по мере того, как увеличивающийся спрос на электроэнергию, непрерывно развивающиеся технологии и изменяющиеся формы социального поведения приводили к созданию все большего числа искусственных источников ЭМП. На каждого из нас воздействует целый комплекс слабых электрических и магнитных полей, как дома, так и на работе, в результате производства и передачи электроэнергии, использования бытовой техники и промышленного оборудования, средств телекоммуникации и радио- и телевещания.

Очень слабые электрические токи образуются в теле человека в результате химических реакций, происходящих в ходе нормального функционирования организма, даже при отсутствии внешних электрических полей. Например, нервы передают сигналы при помощи электрических импульсов. Большинство биохимических реакций (от биохимии пищеварения, до деятельности мозга) сопровождается перераспределением заряженных частиц.

Даже сердце является электрически активным: ваш доктор может проследить это при помощи электрокардиограммы.

Электрические поля низкой частоты воздействуют на организм человека точно так же, как на любой другой материал, состоящий из заряженных частиц. Когда электрические поля воздействуют на электропроводные материалы, они влияют на распределение электрических зарядов на поверхности таких материалов. Электрические поля являются причиной того, что электрический ток проходит через тело человека и уходит в землю.

Низкочастотные магнитные поля индуцируют циркулирующие токи в организме человека. Сила этих токов зависит от интенсивности внешнего магнитного поля. Если токи достаточно сильные, они могут оказывать возбуждающее действие на нервы и мускулатуру, а также влиять на другие биологические процессы.

Как электрические, так и магнитные поля могут индуцировать напряжение и токи в организме человека, но даже если человек находится непосредственно под высоковольтной линией электропередач (ЛЭП), индуцированные токи очень слабы в сравнении с пороговыми значениями для возникновения состояния шока или других последствий, обусловленных электричеством.

Нагревание является основным биологическим эффектом от радиочастотных электромагнитных полей. Этот эффект использован в микроволновых печах для подогрева пищи. Уровни радиочастотных полей, воздействию которых обычно подвергаются люди, гораздо ниже уровней, способных вызвать значительное нагревание внутренних тканей организма.

Ученые исследуют вероятность того, что при продолжительном воздействии поля ниже порогового уровня могут вызвать эффекты нагревания внутренних тканей организма. На сегодняшний день нет подтвержденных данных о неблагоприятных последствиях для здоровья от продолжительного слабого воздействия радиочастотных полей или полей промышленной частоты. Тем не менее, ученые продолжают активно заниматься научными исследованиями в этой области.

Биологические эффекты или неблагоприятные последствия для здоровья? Что угрожает здоровью?

Биологические эффекты – это поддающиеся измерению ответные реакции организма на раздражители или изменения в окружающей среде. Эти изменения необязательно вредны для вашего здоровья. Например, когда вы слушаете музыку, читаете книгу, едите яблоко или играете в теннис, возникает целый ряд биологических эффектов от этих процессов. Однако ни от одного из этих видов деятельности мы не ждем неблагоприятных последствий для здоровья.

Организм обладает тонкими механизмами для того, чтобы подстроиться к множеству самых разных воздействий, которые мы испытываем в условиях окружающей среды. Постоянные изменения являются непременной частью нашей жизни. Однако нет сомнений в том, что организм не обладает адекватными компенсационными механизмами в отношении всех биологических эффектов. Изменения необратимого характера, создающие продолжительный по времени стресс для организма, могут представлять угрозу для здоровья.

Неблагоприятное воздействие на здоровье вызывает поддающиеся обнаружению нарушения здоровья у человека, подвергшегося такому воздействию, или у его/ее детей; с другой стороны, биологические эффекты необязательно вызывают неблагоприятные последствия для здоровья.

Неоспоримым является тот факт, что электромагнитные поля выше определенного уровня могут вызывать биологические эффекты. Эксперименты, проведенные на здоровых волонтерах, указывают на то, что кратковременное воздействие полей тех уровней, которые присутствуют в окружающей среде или в нашем доме, не вызывает явных пагубных последствий. В отношении воздействия ЭМП более высокого уровня, способных причинить вред здоровью, существуют строгие ограничения, сформулированные в национальных и международных руководствах. В настоящее время основные споры ведутся вокруг того, может ли продолжительное воздействие полей низких уровней вызвать биологические ответные реакции организма и повлиять на самочувствие людей.

Широко распространенная обеспокоенность в отношении здоровья

Взгляд на новостные заголовки последних лет позволяет нам в известной степени уяснить, какие вопросы вызывают общественную обеспокоенность. Последние десять лет в центре внимания, с точки зрения опасностей для здоровья, оказались многочисленные источники электромагнитных полей, в том числе, линии электропередач, микроволновые печи, компьютерные мониторы и экраны телевизоров, устройства безопасности, радары, а с недавних пор – мобильные телефоны и их базовые станции.

Международный проект по ЭМП

В ответ на растущую общественную обеспокоенность в связи с возможными неблагоприятными последствиями для здоровья человека от воздействия все увеличивающегося количества разнообразных источников ЭМП, в 1996 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) приступила к реализации крупного мультидисциплинарного проекта по изучению ЭМП. Международный проект по ЭМП позволяет обобщить все современные научные знания и свести воедино ресурсы ведущих международных и национальных организаций и научных учреждений.

Выводы научных исследований

За последние 30 лет опубликовано около 25 тысяч статей по проблемам биологических эффектов и медицинского применения неионизирующего излучения. Несмотря на то, что некоторые люди считают, что следует и дальше наращивать научные исследования в этой области, на сегодняшний день научные знания в ней гораздо шире, чем знания в отношении большинства химических веществ. На основе недавно проведенного углубленного обзора научной литературы, ВОЗ пришла к выводу о том, что имеющиеся фактические данные не указывают на существование неблагоприятных последствий для здоровья от воздействия электромагнитных полей низких уровней. Однако в знаниях о биологических эффектах имеются определенные пробелы, что вызывает необходимость проведения дальнейших научных исследований.

Последствия для общего состояния здоровья

Некоторые представители общественности объясняют целый ряд симптомов «размытого» характера тем, что в домашних условиях мы подвергаемся слабому воздействию электромагнитных полей. К числу отмечаемых симптомов относятся следующие: головная боль, чувство беспокойства, суицидальные настроения и депрессия, тошнота, чувство усталости и потеря либидо. На сегодняшний день нет научно обоснованных данных, подтверждающих наличие связи между этими симптомами и воздействием электромагнитных полей. По крайней мере, некоторые из перечисленных проблем со здоровьем могут возникать из-за шума или других факторов окружающей среды, или из-за беспокойства, возникающего в связи с использованием новых технологий.

Последствия для исхода беременности

ВОЗ и другие организации провели оценку множества разнообразных источников электромагнитных полей и их воздействия в той среде, где мы живем и работаем, в том числе: компьютерных мониторов, гидростатических матрацев, одеял с электро-обогревом, радиочастотных сварочных аппаратов, оборудования для диатермии и радаров. В целом, совокупность фактических данных позволяет сделать вывод о том, что воздействие полей обычного для окружающей среды уровня не увеличивает риск какого-либо неблагоприятного исхода беременности, например спонтанного выкидыша, врожденных пороков развития, низкой массы тела при рождении или врожденных заболеваний. Время от времени поступают сообщения о взаимосвязи возникающих проблем со здоровьем и предположительным воздействием ЭМП. Например, имеются сообщения о случаях рождения недоношенных детей или детей с низкой массой тела при рождении в семьях людей, работающих в электронной промышленности. Однако научное сообщество не считает, что подобные случаи непременно связаны с воздействием полей (в отличие от связи, например, с таким фактором риска как воздействие растворителей).

Катаракты

Обычное раздражение глаз и катаракты иногда отмечаются у рабочих, испытывающих воздействие радиочастотного или микроволнового излучения высокого уровня. Однако исследования, проведенные на животных, не подтверждают предположение о том, что такие формы повреждения глаз могут быть вызваны полями тех уровней, которые не являются опасными с точки зрения возможного нагревания тканей организма. Нет фактических данных, подтверждающих, что подобные последствия имеют место при воздействии полей тех уровней, с которыми сталкивается обычное население.

Электромагнитные поля и раковые заболевания

Несмотря на многочисленные исследования данного вопроса, доказательства каких-либо возможных последствий такого рода от ЭМП остаются крайне противоречивыми. Однако, совершенно очевидно, что даже если ЭМП каким-то образом влияют на раковые заболевания, увеличение риска заболевания под воздействием ЭМП будет очень незначительным. Хотя имеющиеся на сегодняшний день результаты исследований отличаются крайней непоследовательностью, среди детей и взрослых не выявлено значительного увеличения риска заболевания любыми видами рака в результате воздействия ЭМП.

Ряд эпидемиологических исследований позволяет предположить, что есть незначительное увеличение риска заболевания детей лейкемией под воздействием низкочастотных магнитных полей в домашних условиях. Однако ученые не делают общего вывода о том, что такие результаты указывают на наличие причинно-следственной связи между воздействием полей и заболеванием (напротив, можно говорить об искажениях, допущенных в исследованиях, или об эффектах, не связанных с воздействием полей). Частично, такое мнение явилось результатом того, что исследования на животных и лабораторные исследования не подтверждают наличия каких-либо воспроизводимых эффектов, согласующихся с гипотезой о том, что поля вызывают раковые заболевания или способствуют их возникновению. Сейчас в ряде стран проводятся широкомасштабные исследования, которые, возможно, помогут ответить на связанные с данной проблемой вопросы.

Гиперчувствительность к электромагнитным полям и депрессия

Некоторые люди сообщают о «гиперчувствительности» к электрическим или магнитным полям. Они задаются вопросом, не может ли чувство боли, головная боль, депрессия, сонливость, нарушения сна и даже судороги и эпилептические припадки объясняться воздействием электромагнитного поля.

Научных данных, подтверждающих идею о гиперчувствительности к ЭМП, мало. В ходе недавних исследований, проведенных в скандинавских странах, был сделан вывод о том, что люди не демонстрируют стойких реакций на воздействие электромагнитных полей, если оно имеет место в должным образом контролируемых условиях. Не существует и какого-либо признанного биологического механизма для объяснения гиперчувствительности. Проведение научных исследований в данной области затруднено, поскольку здесь могут быть задействованы и другие субъективные ответные реакции организма помимо прямых эффектов от полей как таковых. Исследования в этом направлении продолжаются.

Какова основная направленность текущих и будущих исследований?

Сейчас значительные усилия сосредоточены на исследовании ЭМП в связи с раковыми заболеваниями. Продолжается изучение, хотя и в меньших масштабах, чем в конце 90-х годов, возможных канцерогенных эффектов от полей промышленной частоты.

Долговременные неблагоприятные последствия для здоровья от мобильных телефонов – это еще одна область, в которой в настоящее время проводится много исследований. Очевидные неблагоприятные последствия от воздействия радиочастотных полей низких уровней не обнаружены. Однако, учитывая общественную обеспокоенность в отношении безопасности сотовых телефонов, дальнейшие исследования направлены на выяснение того, не могут ли иметь место менее очевидные последствия при очень низких уровнях воздействия.

Основные положения

• Широкий спектр факторов окружающей среды вызывает биологические эффекты. «Биологические эффекты» и «угрозы для здоровья» – это не одно и то же. Для выявления и оценки угроз для здоровья требуется проведение специального исследования.
• На низких частотах внешние электрические и магнитные поля индуцируют слабые циркулирующие токи внутри организма человека. Практически во всех обычных условиях уровни индуцированных токов в организме слишком малы, чтобы вызвать явные последствия.
• Основной эффект от радиочастотных ЭМП состоит в нагревании внутренних тканей организма.
• Нет сомнений в том, что кратковременное воздействие очень мощных ЭМП может причинить вред здоровью. Сегодня общественную обеспокоенность в основном вызывают долговременные неблагоприятные последствия для здоровья от воздействия ЭМП более низкого уровня, чем тот, который обусловливает острые биологические реакции.
• Международный проект по ЭМП был инициирован ВОЗ для того, чтобы получить научно-обоснованные и объективные ответы на вопросы, вызывающие общественную обеспокоенность, в отношении возможных угроз для здоровья от электромагнитных полей низких уровней.
• Несмотря на широкомасштабные исследования, на сегодняшний день нет фактических данных, которые позволили бы сделать вывод о том, что воздействие ЭМП низких уровней вредит здоровью человека.
• Международные исследования сосредоточены на изучении возможных связей между раковыми заболеваниями и ЭМП промышленного и радиочастотного диапазона.

 

Результаты научных исследований

Если электромагнитные поля (ЭМП) представляют угрозу для здоровья, последствия ощутят все индустриально-развитые страны. Общественность требует конкретных ответов на все более злободневный вопрос: могут ли ЭМП, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, вызывать неблагоприятные последствия для здоровья?

Средства массовой информации нередко предлагают нам окончательные, с их точки зрения, ответы. Однако к таким сообщениям следует подходить с осторожностью, учитывая, что просвещение населения не является первоочередной задачей СМИ. Журналист может выбрать тему и написать статью, руководствуясь целым рядом причин далеко не технического характера: журналисты конкурируют между собой за время и место публикации, а журналы и газеты бьются за тираж.

Оригинальные сенсационные заголовки, которые могут привлечь внимание максимального числа людей, помогают журналистам в достижении их целей, а плохая новость – это не только всегда большая новость, но нередко та единственная, о которой мы узнаем. Большое число исследований, которые наводят на мысль о безопасности ЭМП, в лучшем случае лишь слабо освещаются в СМИ. Наука не может дать гарантии полной безопасности, но в целом, продолжение научных исследований не может не обнадеживать.

Необходимы различные виды исследований

Совокупность исследований в различных областях крайне важна для оценки потенциального неблагоприятного воздействия электромагнитных полей на здоровье В различных видах исследований рассматриваются разные аспекты данной проблемы.

Лабораторные исследования клеточного материала направлены на выявление основополагающих механизмов взаимосвязи между воздействием ЭМП и биологическими эффектами. Они проводятся для выявления механизмов, исходя из изменений на молекулярном и клеточном уровне, которые вызваны ЭМП. Такие изменения могут дать ключ к разгадке того, как физическая сила преобразуется в биологические процессы внутри организма человека. В рамках этих исследований отдельные клетки или ткани изымаются из привычной для них среды обитания, что может блокировать активность потенциальных компенсаторных механизмов.

Исследования иного рода – с использованием животных – более близки к реальным жизненным ситуациям. В результате ученые получают фактические данные, имеющие более прямое отношение к определению безопасных уровней воздействия для человека. В таких исследованиях нередко изучаются несколько различных по уровню полей с тем, чтобы проследить зависимость «доза-эффект».

Эпидемиологические исследования или исследования здоровья человека – это еще один непосредственный источник информации о долговременных последствиях воздействия ЭМП. Такие исследования направлены на изучение причин и распределения заболеваний в реальных жизненных ситуациях среди местных сообществ и профессиональных групп. Ученые пытаются определить, существует ли статистическая корреляция между воздействием ЭМП и заболеваемостью определенной болезнью или неблагоприятными последствиями для здоровья. Однако стоимость эпидемиологических исследований высока. Но что еще более важно, так это то, что они предусматривают проведение оценки очень сложных по составу групп населения, и обеспечить достаточно хороший контроль, необходимый для выявления малейших эффектов, в рамках таких исследований весьма непросто.

Вот почему ученые проводят оценку всех релевантных фактических данных, когда принимают решение относительно потенциальных угроз для здоровья, включая данные эпидемиологических исследований, исследований на животных и исследований клеточного материала.

Интерпретация результатов эпидемиологических исследований

Эпидемиологические исследования сами по себе обычно не могут точно установить взаимосвязь между причинами и эффектами, прежде всего потому, что они определяют только статистическую корреляцию между воздействием и заболеванием, которое может быть или не быть результатом воздействия.

Представим себе некое гипотетическое исследование, направленное на установление связи между воздействием ЭМП на рабочих-электриков компании «Х-Электрисити» и повышенным риском заболевания раком. Даже при выявленной статистической корреляции, она может объясняться неполными данными в отношении других факторов на рабочем месте. Например, рабочие-электрики могли испытать воздействие химических растворителей, способных вызывать раковые заболевания. Более того, наблюдаемая статистическая корреляция может быть результатом чисто статистических эффектов, или несовершенства схемы исследования.

Вот почему нахождение взаимосвязи между каким-то фактором и определенным заболеванием не всегда означает, что именно этот фактор вызвал заболевание. Для установления причинно-следственной связи исследователь должен учитывать многие факторы. Аргументы в пользу наличия такой связи становятся более убедительными, если наблюдается постоянная и сильная корреляция между воздействием и эффектом, четкая зависимость «доза-эффект», убедительное объяснение биологического характера, если результаты подкреплены релевантными исследованиями на животных, а самое главное, если различные исследования согласуются друг с другом.

Эти условия, как правило, не соблюдаются для исследований в области ЭМП и раковых заболеваний. Это одна из главных причин того, что ученые обычно не склонны делать вывод о наличии последствий для здоровья от слабых ЭМП.

Почему сложно полностью исключить возможность присутствия весьма незначительных рисков?

«По-видимому, отсутствие фактических данных о пагубных эффектах не может удовлетворить современное общество. Напротив, фактические данные об отсутствии таких эффектов все в большей степени востребованы». (Barnabas Kunsch, Австрийский научно-исследовательский центр Зайберсдорф)

«Отсутствуют убедительные фактические данные о неблагоприятных последствиях от ЭМП для здоровья» или «Причинно-следственная связь между ЭМП и раковыми заболеваниями не подтверждена» – вот типичные формулировки тех выводов, к которым пришли экспертные комитеты, изучавшие данную проблему. Все это звучит так, как будто научное сообщество избегает ответа на интересующий всех вопрос. Зачем же тогда продолжать научные исследования, если ученые уже продемонстрировали, что никаких последствий нет?

Ответ прост: научные исследования здоровья человека очень хорошо зарекомендовали себя с точки зрения выявления значительных эффектов, например, взаимосвязи между курением и раковыми заболеваниями. К сожалению, ученым сложнее отличить слабые эффекты от отсутствия эффектов как таковых. Если бы ЭМП тех уровней, которые типичны для окружающей среды, были сильными канцерогенными факторами, то к настоящему моменту было бы совсем просто продемонстрировать такую взаимосвязь.

Напротив, если ЭМП низких уровней являются слабыми канцерогенами, или даже если они являются сильными канцерогенами для небольшой группы людей, живущих в крупном сообществе, такую взаимосвязь гораздо сложнее продемонстрировать. Более того, даже если крупное научное исследование укажет на отсутствие такой корреляции, мы никогда не сможем быть совершенно уверены в том, что такой взаимосвязи действительно не существует.

Отсутствие эффекта может означать, что действительно эффектов нет. Но с тем же успехом это может свидетельствовать о том, что эффект просто не выявляется при помощи нашего метода оценки. Поэтому отрицательные результаты обычно менее убедительны, чем веские положительные результаты.

Наиболее сложная ситуация возникла, к сожалению, в области эпидемиологических исследований в отношении ЭМП, и состоит она в том, что имеется целый ряд исследований, давших неубедительные положительные результаты, которые, при этом, носят взаимно противоречивый характер. В такой ситуации, сами ученые, вероятно, расходятся во мнении относительно важности полученных данных. Тем не менее, в силу изложенных выше причин, большинство ученых и медицинских работников согласны с тем, что даже если существуют какие-либо последствия для здоровья от ЭМП низкого уровня, они, скорее всего, крайне незначительны в сравнении с другими рисками для здоровья, с которыми люди сталкиваются в повседневной жизни.

Что нас ждет в будущем?

Основная цель международного проекта ВОЗ по ЭМП состоит в том, чтобы инициировать и скоординировать проведение научных исследований во всем мире для осуществления обоснованных ответных действий в связи с проблемами, вызывающими общественную обеспокоенность. Это позволит обобщить результаты исследований клеточного материала, исследований на животных, а также исследований здоровья человека для обеспечения наиболее всесторонней оценки рисков для здоровья. Целостная оценка результатов ряда релевантных и заслуживающих доверия исследований даст наиболее достоверный ответ относительно неблагоприятных последствий для здоровья (если таковые существуют) от продолжительного воздействия слабых электромагнитных полей.

Один из способов иллюстрации необходимости получения фактических данных в результате проведения разнообразных экспериментов – это провести сравнение с разгадыванием кроссворда. Например, мы имеем девять вопросов, на которые должны ответить, чтобы разгадать определенный кроссворд с абсолютной УВЕРЕННОСТЬЮ. Предположим, мы знаем точные ответы лишь на три вопроса, но при этом сможем найти решение методом догадки. Однако определенные три буквы могут быть частью совершенно другого слова. В то же самое время, каждый дополнительный ответ усилит нашу уверенность. На самом деле, наука, скорее всего, никогда не сможет ответить на все вопросы, но, чем более убедительные фактические данные мы соберем, тем более точной будет наша догадка в отношении окончательного решения.

Основные положения

• Лабораторные исследования клеточного материала проводятся, чтобы определить, существует ли механизм, способствующий возникновению пагубных биологических эффектов под воздействием ЭМП. Исследования на животных чрезвычайно важны для определения возможных эффектов для высших организмов, физиология которых в определенной степени схожа с физиологией человека. Эпидемиологические исследования направлены на установление статистической корреляции между воздействием полей и распространенностью определенных неблагоприятных результатов в отношении здоровья у людей.
• Выявление статистической корреляции между неким фактором и определенным заболеванием не означает, что этот фактор явился причиной заболевания.
• Отсутствие эффектов для здоровья может означать, что таковых нет; однако, это может означать и то, что эффект просто не выявляется с помощью существующих методов.
• Результаты различных исследований (цитологических, эпидемиологических и исследований на животных) следует анализировать в совокупности, прежде чем делать выводы о возможных рисках для здоровья от предполагаемой экологической угрозы. Последовательные данные, полученные в результате этих столь разных по характеру исследований, помогут с большей степенью уверенности судить о действительных эффектах.

Обычные уровни воздействия в домах и в окружающей среде

Электромагнитные поля дома

Уровни фонового электромагнитного излучения от передающих или распределительных электросетевых объектов

Электричество передается на большие расстояния по высоковольтным линиям. Трансформаторы снижают такое высокое напряжение в сети до требуемого уровня для распределения электроэнергии на местах – в домах и на предприятиях. Передающие и распределительные электросетевые объекты, а также бытовая электропроводка и электроприборы создают в домах фоновый уровень электрических и магнитных полей промышленной частоты. Если дома не расположены вблизи линий электропередач (ЛЭП), фоновый уровень может доходить примерно до 0.2 микротесл. Непосредственно под ЛЭП поля гораздо сильнее. Индукция магнитного поля на уровне земли может достигать нескольких микротесл. Уровни электрических полей непосредственно под ЛЭП могут доходить до 10 кВ/м. Однако поля (как электрические, так и магнитные) по мере удаления от ЛЭП ослабевают. На расстоянии 50-100 метров уровни полей, обычно, такие же, как те, которые наблюдаются на удаленных от высоковольтных ЛЭП территориях. К тому же, стены зданий значительно снижают уровни электрических полей в сравнении с уровнями вне домов в той же местности.

Электробытовые приборы

Самые сильные электрические поля промышленной частоты в окружающей среде обычно встречаются непосредственно под высоковольтными ЛЭП. Напротив, самые сильные магнитные поля промышленной частоты обычно наблюдаются в непосредственной близости от двигателей и других электроприборов, а также специализированного оборудования, например магнитно-резонансных томографов, используемых для диагностической визуализации в медицине.

Обычные значения силы электрических полей вблизи бытовых электроприборов (на расстоянии 30 см от них
(Источник: Федеральное ведомство по радиационной защите, Германия, 1999 г.)

Электробытовой прибор	Сила электрического поля (В/м)
Стерео-проигрыватель	180
Утюг	120
Холодильник	120
Миксер	100
Тостер	80
Фен для волос	80
Цветной телевизор	60
Кофейная машина	60
Пылесос	50
Электропечь	8
Лампочка	5
Установленное пороговое значение	5000

Многие люди удивляются, когда узнают о существовании магнитных полей самого разного уровня рядом с различными бытовыми приборами. Сила этих полей не зависит от размера, сложности, мощности таких приборов или уровня шума от них. Более того, сила магнитных полей может очень сильно различаться, даже если речь идет о вроде бы похожих приборах. Например, одни фены для волос окружены очень сильным полем, а другие вряд ли вообще создают какое-либо магнитное поле. Такая разница в отношении силы магнитных полей объясняется дизайном изделия.

В приведенной ниже таблице указаны обычные значения силы поля для ряда электроприборов, широко используемых дома и на рабочем месте. Измерения производились в Германии, при этом во всех приборах использовался ток с частотой 50 Гц. Следует отметить, что фактические уровни воздействия значительно различаются в зависимости от модели прибора и расстояния от него.

Обычные значения силы магнитных полей вокруг бытовых электроприборов (в зависимости от расстояния от них)

Электробытовой прибор	На расстоянии 3 см (микротесла)	На расстоянии 30 см (микротесла)	На расстоянии 1 м (микротесла)
Фен для волос	6 – 2000	0. 01 – 7	0.01 – 0.03
Электробритва	15 – 1500	0.08 – 9	0.01 – 0.03
Пылесос	200 – 800	2 – 20	0.13 – 2
Флюоресцентный осветительный прибор	40 – 400	0.5 – 2	0.02 – 0.25
Микроволновая печь	73 – 200	4 – 8	0. 25 – 0.6
Портативный радиоприемник	16 – 56	1	< 0.01
Электропечь	1 – 50	0.15 – 0.5	0.01 – 0.04
Стиральная машина	0.8 – 50	0.15 – 3	0.01 – 0.15
Утюг	8 – 30	0.12 – 0.3	0.01 – 0. 03
Посудомоечная машина	3.5 – 20	0.6 – 3	0.07 – 0.3
Компьютер	0.5 – 30	< 0.01
Холодильник	0.5 – 1.7	0.01 – 0.25	<0.01
Цветной телевизор	2.5 — 50	0.04 – 2	0.01 – 0.15
Для большинства бытовых электроприборов сила магнитного поля на расстоянии 30 см от них значительно ниже установленного для населения порогового значения в 100 микротесл.

(Источник: Федеральное ведомство по радиационной защите, Германия, 1999 г.). Нормальная дистанция для работы с прибором выделена жирным шрифтом.

Таблица иллюстрирует две основные мысли: во-первых, сила магнитного поля вокруг всех приборов стремительно уменьшается по мере того, как вы удаляетесь от них; во-вторых, большинство бытовых приборов работает не слишком близко от человека. На расстоянии 30 см уровень магнитные поля вокруг большинства бытовых приборов более чем в 100 раз ниже установленного для обычного населения порогового значения в 100 микротесл при частоте электрического тока в 50 Гц (и 83 микротесл при частоте тока в 60 Гц).

Телевизоры и компьютерные мониторы

В основе работы компьютерных мониторов и телевизоров лежат одни и те же принципы. И те и другие продуцируют статические электрические поля и переменные электрические и магнитные поля разных частот. Однако, жидко-кристаллические мониторы некоторых ноутбуков и настольных ПК не создают значительные электрические и магнитные поля. Мониторы современных компьютеров созданы из проводящих материалов, что снижает статическое поле вокруг монитора до уровней, сопоставимых с нормальным фоновым уровнем в доме или на рабочем месте. Если человек работает на правильном расстоянии (30-50 см) от монитора, уровень индукции переменного магнитного поля (промышленной частоты) обычно ниже 0,7 микротесл. Сила переменных электрических полей при работе на том же расстоянии от монитора находится в интервале от менее 1 В/м до 10 В/м.

Микроволновые печи

Бытовые микроволновые печи отличаются большой мощностью. Однако, надежный защитный экран снижает возможную утечку микроволнового излучения за пределы печи до практически неопределяемого уровня. Кроме того, уровень утечки стремительно снижается по мере удаления пользователя от печи. Во многих странах существуют промышленные стандарты, конкретно указывающие предельно допустимые уровни утечки для новых печей. Если печь соответствует этим стандартам, она не представляет никакой угрозы для потребителя.

Переносные телефоны

Для работы переносных телефонов требуется гораздо менее интенсивное поле, чем для мобильных телефонов. Это связано с тем, что они используются совсем близко от своей базы, а значит, нет необходимости в сильном поле, как это было бы в случае передачи сигнала на большое расстояние. Соответственно, радиочастотные поля вокруг этих телефонов совсем незначительны.

Электромагнитные поля в окружающей среде

Радар

Радары используются для навигации, составления прогноза погоды, в военных целях, а также для выполнения множества других задач. Они посылают пульсирующие микроволновые сигналы. Пиковая мощность сигнала может быть высокой, между тем как средняя мощность может быть низкой. Многие радары вращаются или движутся вверх и вниз, что уменьшает среднее значение плотности мощности поля, которое воздействует на людей вблизи радара. Даже в отношении высокомощных, не вращающихся военных радарных установок действуют ограничения по уровню воздействия: он должен быть ниже установленного порогового значения в местах, доступных для населения.

Системы безопасности

Системы защиты от краж в магазинах основаны на использовании специальных датчиков, закрепляемых на товарах, которые считываются электрическими контурами на выходе. Когда покупка осуществлена должным образом, эти датчики снимают или полностью деактивируют. Электромагнитные поля вокруг контуров обычно не превышают рекомендуемые уровни допустимого воздействия. Системы управления доступом, работают по тому же принципу: датчик встроен в брелок для ключей, либо в пропуск. Системы безопасности в библиотеках используют специальные этикетки-датчики, которые деактивируются при выдаче книги читателю и вновь активируются, когда книга возвращается. Металло-детекторы и системы безопасности в аэропортах создают сильное магнитное поле (до 100 микротесл), которое реагирует на металлические предметы. Вблизи рамки детектора сила магнитного поля может приближаться к установленному пороговому уровню, а иногда и превышать его. Тем не менее, это не создает угрозу для здоровья, о чем будет сказано в разделе, посвященном руководящим принципам по допустимым уровням воздействия (см. «Опасны ли уровни воздействия выше установленных пороговых значений?»).

Электропоезда и трамваи

Поезда дальнего следования имеют один или несколько моторных отсеков, расположенных в отдельных вагонах. Таким образом, пассажиры испытывают воздействие полей в основном от электричества, подаваемого в поезд. Магнитные поля в пассажирских вагонах поездов дальнего следования могут достигать нескольких сотен микротесл на уровне пола и более низких значений (десятков микротесл) в других местах в купе. Сила электрического поля может достигать 300 В/м. Люди, живущие вблизи железнодорожных путей, могут испытывать воздействие магнитных полей от линий электропроводов над полотном железной дороги, причем сила этих полей, в зависимости от каждой конкретной страны, может быть сопоставима с силой полей вокруг высоковольтных ЛЭП.

Двигатели и тяговое оборудование поездов и трамваев обычно располагается внизу, под пассажирскими вагонами. На уровне пола интенсивность магнитного поля может достигать десятков микротесл (на тех участках пола, которые находятся прямо над двигателем). Однако, чем выше от пола, тем быстрее уменьшается интенсивность поля, и его воздействие на верхнюю часть туловища пассажиров значительно слабее.

Телевидение и радио

Когда вы у себя дома слушаете радио и ищете нужную вам станцию, задавались ли вы когда-нибудь вопросом, что могут означать хорошо знакомые вам сокращения АМ и FM? Радиосигналы могут быть амплитудно-модулированными (АМ) или частотно-модулированными (FM). Все зависит от того, как они переносят информацию. Радиосигналы АМ могут использоваться для вещания на очень большие расстояния, в то время как FM волны охватывают более ограниченные пространства, но при этом обеспечивают звук лучшего качества.

АМ радиосигналы передаются при помощи сложной системы антенн, которые могут достигать десятков метров в высоту и располагаться в местах, не доступных обычному населению. Уровни воздействия в непосредственной близости от антенн и кабелей питания могут быть высокими, но с ними приходится иметь дело обслуживающему персоналу, а не обычному населению.

Телевизионные антенны и антенны для FM радиосигналов гораздо меньше по размеру, чем антенны для АМ радиосигналов, и устанавливаются они как система направленных антенн на самом верху высоких башен. Причем башни являются лишь поддерживающей конструкцией. Поскольку уровень воздействия у самого основания таких башен ниже установленных пороговых значений, доступ обычного населения в места, где находятся такие башни, не запрещен. Небольшие ТВ- и радиоантенны местного значения иногда устанавливаются на крышах зданий; в этом случае не исключается необходимость контролировать доступ на крышу.

Мобильные телефоны и их базовые станции

Мобильные телефоны дают нам возможность всегда быть на связи с другими людьми. Эти приборы низкой мощности, испускающие и принимающие радиоволновые сигналы от сети стационарных базовых станций малой мощности. Каждая базовая станция мобильной связи обеспечивает охват определенной территории. В зависимости от потока обрабатываемых звонков, базовые станции могут находиться на расстоянии от всего лишь нескольких сотен метров (в крупных городах) до нескольких километров (в сельской местности) друг от друга.

Базовые станции мобильной связи обычно устанавливают на крыше зданий или башен, на высоте от 15 до 50 метров. Уровни прохождения сигналов от конкретной базовой станции непостоянны и зависят от количества звонков и расстояния, на котором звонящий абонент находится от базовой станции. Антенны излучают очень узкий пучок радиоволн, который далее распространяется почти параллельно земле. Поэтому радиочастотные поля на уровне земли и на территориях, обычно доступных для населения, во много раз ниже уровней, представляющих опасность.

Рекомендуемые пороговые значения были бы превышены лишь в том случае, если бы человек оказался прямо перед системой антенн на расстоянии одного-двух метров. До того, как мобильные телефоны стали широко использоваться, население в основном испытывало воздействие радиочастотного излучения от радио- и ТВ-станций. Но и сегодня, с появлением мобильных телефонов, башни, на которых расположены базовые станции мобильной связи, сами по себе крайне мало усугубляют общее воздействие на наш организм, поскольку сила сигналов в местах, доступных для населения, обычно такая же или даже ниже, чем сила сигналов от радио- и ТВ-станций, расположенных на значительном удалении от этих мест.

Однако на самого пользователя мобильного телефона воздействуют радиочастотные поля более высокого уровня, чем те, которые обычно присутствуют в окружающей нас среде. Разговаривая по мобильному телефону, мы держим его очень близко к голове. Именно поэтому, вместо того, чтобы отслеживать эффект нагревания тканей во всем организме, следует определить распределение поглощенной энергии в голове пользователя телефона. В результате сложного компьютерного моделирования и проведения оценок с использованием моделей головы человека, сделан вывод о том, что, по всей видимости, уровень энергии, поглощенной при использовании мобильного телефона, не превышает установленных на сегодня пороговых значений.

Вызывают обеспокоенность и другие, так называемые «нетермальные» последствия воздействия частот мобильных телефонов. Есть различные предположения в отношении едва заметных эффектов для клеток, которые могут повлиять на развитие раковых заболеваний. Также высказываются гипотезы о возможных эффектах для тканей, раздражаемых под воздействием электричества, и о том, что это может повлиять на функцию мозга и нервных тканей. Тем не менее, все имеющиеся на данный момент фактические данные не подтверждают наличия каких-либо пагубных последствий для здоровья человека от использования мобильных телефонов.

Магнитные поля в повседневной жизни: действительно ли они такие сильные?

В последние годы национальными органами власти различных стран были проведены многочисленные оценки для определения уровней ЭМП в среде обитания человека. Ни одно из этих обследований не пришло к выводу о том, что уровни полей могут вызвать неблагоприятные последствия для здоровья.

Недавно Федеральное ведомство по радиационной защите (Германия) сделало оценку повседневного воздействия магнитных полей с привлечением к обследованию примерно 2 000 человек. Оценка проведена как в отношении представителей ряда профессий, так и обычного населения. Всем участникам обследования были выданы персональные дозиметры для измерения уровней воздействия 24 часа в сутки. Полученные данные различались весьма значительно, но средний уровень в день составлял 0,10 микротесл. Это значение в тысячу раз меньше, чем предельно допустимое значение в 100 микротесл для обычного населения и в 5 тысяч раз ниже, чем предельное допустимое значение в 500 микротесл для людей определенных профессий. Более того, при исследовании воздействия полей на людей, живущих в центральной части городов, было обнаружено, что, с точки зрения воздействия полей, нет существенной разницы между проживанием в сельской и городской местности. Даже уровни воздействия на людей, живущих в непосредственной близости от высоковольтных ЛЭП, лишь незначительно отличаются от средних уровней воздействия на обычное население.

Основные положения

• Фоновые уровни ЭМП в доме в основном создаются передающими и распределительными электросетевыми объектами или бытовыми электроприборами.
• Электроприборы сильно различаются с точки зрения силы генерируемых ими полей. По мере удаления от приборов уровни как электрических, так и магнитных полей стремительно снижаются. В любом случае, уровни полей вокруг бытовых электроприборов обычно гораздо ниже установленных пороговых значений.
• Уровни электрических и магнитных полей от телевизоров и компьютерных мониторов (при соблюдении пользователем правильной дистанции от них) в сотни тысяч раз ниже установленных пороговых значений.
• Микроволновые печи, отвечающие стандартам качества, не представляют опасности для здоровья.
• Пока действуют ограничения в отношении доступа населения непосредственно к радарным установкам, радиоантеннам и базовым станциям мобильной связи, установленные предельные уровни воздействия радиочастотных полей не будут превышены.
• Пользователи мобильных телефонов испытывают воздействие полей таких уровней, которые значительно превышают любые значения, регистрируемые в обычной среде обитания. Но, по-видимому, даже столь высокие уровни воздействия не приводят к пагубным последствиям для здоровья.
• Многочисленные обследования подтвердили, что воздействие электромагнитных полей тех уровней, которые наблюдаются в среде обитания человека, очень незначительно.

Действующие стандарты

 

Стандарты устанавливаются с целью защиты нашего здоровья. Широко известно о существовании стандартов для многих пищевых добавок, допустимой концентрации химических веществ в воде или концентрации веществ, загрязняющих воздух. Точно так же есть стандарты и в отношении электромагнитных полей, установленные с целью ограничения чрезмерного воздействия ЭМП, существующих в окружающей среде.

Кто вырабатывает руководящие принципы по допустимым уровням воздействия?

Страны самостоятельно устанавливают свои национальные стандарты в отношении допустимого воздействия ЭМП. Однако при формировании большинства национальных стандартов за основу были взяты руководящие принципы, разработанные Международной комиссией по защите от неионизирующей радиации (ICNIRP). Эта неправительственная организация, официально признанная ВОЗ, оценивает результаты научных исследований, проведенных по всему миру. На основании углубленного анализа имеющейся литературы ICNIRP разрабатывает руководящие принципы по допустимым уровням воздействия. Руководящие принципы подвергаются регулярному критическому рассмотрению и, по мере необходимости, обновляются.

Уровни ЭМП изменяются в зависимости от диапазона частот, и эта зависимость носит сложный характер. Перечисление всех значений для каждого стандарта и каждой частоты было бы затруднительно для понимания. Приведенная ниже таблица обобщает в сжатом виде рекомендации в отношении допустимых уровней воздействия в трех случаях, вызывающих особую обеспокоенность населения: воздействия электричества в домах, базовых станций мобильных телефонов и микроволновых печей. Эти руководящие принципы в последний раз обновлялись в апреле 1998 года.

Резюме руководящих принципов ICNIRP по допустимым уровням воздействия ЭМП




	Промышленная частота, принятая в Европе		Частота базовой станции мобильной связи		Частота микроволновой печи
Частота	50 Гц	50 Гц	900 МГц	1.8 ГГц	2.45 ГГц
	Электрическое поле (В/м)	Магнитное поле (микротесла)	Плотность мощности (Вт/м2)	Плотность мощности (Вт/м2)	Плотность мощности (Вт/м2)
Пороговые значения воздействия для обычного населения	5 000	100	4. 5	9	10
Пороговые значения воздействия для людей определенных профессий	10 000	500	22.5	45

ICNIRP, EMF guidelines [Руководящие принципы по допустимым уровням воздействия ЭМП], Health Physics №74, 494-522 (1998 г.)

Рекомендуемые пороговые значения воздействия, принятые в некоторых странах бывшего Советского Союза и в западных странах, могут различаться в 100 и даже более раз. В связи с глобализацией торговли и стремительным внедрением телекоммуникаций во всем мире, возникает необходимость установления неких универсальных стандартов. Поскольку в настоящее время многие страны бывшего СССР работают над созданием новых стандартов, ВОЗ недавно объявила о глобальной инициативе по гармонизации рекомендуемых пороговых значений воздействия. Будущие стандарты будут основаны на результатах Международного проекта ВОЗ по электромагнитным полям.

Что лежит в основе руководящих принципов?

Важно отметить, что рекомендуемое пороговое значение само по себе не устанавливает четкую границу между тем, что безопасно и тем, что опасно. Не существует такого единого уровня, выше которого воздействие создает угрозу для здоровья. Напротив, потенциальный риск для здоровья человека возрастает постепенно, по мере увеличения уровней воздействия. В руководящих принципах указано, что, согласно имеющимся научным данным, воздействие ЭМП ниже определенного порогового значения не является опасным. Но из этого не следует автоматический вывод, что если воздействие превышает это определенное пороговое значение, оно непременно представляет опасность.

Тем не менее, для установления ограничений в отношении воздействия ученые, занимающиеся исследованиями, должны определить пороговый уровень, при котором начинают проявляться первые неблагоприятные последствия для здоровья. Поскольку для проведения экспериментов нельзя использовать людей, при составлении руководящих принципов приходится полностью полагаться на результаты опытов на животных. Незначительные изменения форм поведения животных при низких уровнях воздействия зачастую предшествуют более радикальным изменениям показателей здоровья при более высоких уровнях воздействия. Отклонение в поведении – это очень точный индикатор ответной биологической реакции, и оно было выбрано в качестве самого малозаметного неблагоприятного эффекта для здоровья. В руководящих принципах содержится рекомендация не допускать такие уровни воздействия ЭМП, при которых изменение форм поведения становится заметным.

Такой пороговый уровень воздействия с точки зрения изменения форм поведения не равен пороговому уровню, рекомендуемому в руководящих принципах. ICNIRP использует коэффициент безопасности, равный 10, при установлении допустимых предельных значений воздействия на людей определенных профессий, и коэффициент, равный 50, для расчета рекомендуемых предельных значений для обычного населения. Например, в диапазоне радиочастот и микроволновых частот, максимальные уровни, с которыми вы можете столкнуться в окружающей среде или у себя дома, по меньшей мере, в 50 раз ниже, чем те пороговые значения, при которых у животных проявляется изменение форм поведения.

Почему для людей определенных профессий установлены менее жесткие ограничения в отношении допустимого уровня воздействия, чем для обычного населения?

Лица, которые в силу своей профессии вынуждены испытывать воздействие полей – это взрослые люди, привыкшие работать в хорошо знакомых им условиях электромагнитных полей. Они прошли соответствующую подготовку, чтобы понимать потенциальные риски такой работы и принимать соответствующие меры предосторожности. В отличие от них, обычное население – это люди всех возрастов с разным состоянием здоровья. Во многих случаях обычные люди даже не осознают, что на них воздействуют ЭМП. Кроме того, не следует ожидать, что каждый человек будет принимать меры для того, чтобы избежать вредного воздействия полей или свести его к минимуму. Именно по этим причинам для обычного населения приняты более жесткие ограничения в отношении допустимого уровня воздействия, чем для людей, подвергающихся воздействию ЭМП в силу своей профессии.

Как было упомянуто выше, низкочастотные ЭМП индуцируют токи в организме человека (см. раздел «Краткое описание последствий для здоровья»). Но и различные биохимические реакции в самом организме человека также генерируют токи. Клетки и ткани не смогут распознать индуцированные токи, если они ниже этого фонового уровня. Вот почему в отношении низкочастотных полей в руководящих принципах по допустимым уровням воздействия закреплено, что уровень токов, индуцированных электромагнитными полями, должен быть ниже уровня токов, естественным образом генерируемых в организме человека.

Основной эффект от радиочастотной энергии состоит в нагревании тканей. Соответственно, пороговые значения воздействия радиочастотных и микроволновых полей установлены таким образом, чтобы предотвратить пагубные последствия для здоровья от локализованного или общего нагревания организма (см. «Краткое описание последствий для здоровья»). Соблюдение руководящих принципов гарантирует, что эффекты нагревания будут достаточно слабыми и, соответственно, неопасными.

Чего нельзя предусмотреть в руководящих принципах?

В настоящее время предположения о возможных долговременных неблагоприятных последствиях для здоровья не могут служить основанием для выпуска соответствующих руководящих указаний или стандартов. Если суммировать результаты научных исследований, совокупность всех доказательств не свидетельствует о том, что ЭМП вызывают долговременные пагубные последствия, например, раковые заболевания. Национальные и международные органы устанавливают и обновляют стандарты на основании самых последних научных знаний, чтобы защитить здоровье людей от общеизвестных неблагоприятных эффектов.

Руководящие принципы создаются в интересах некого «среднего» населения и не могут напрямую отвечать на запросы того меньшинства, которое, возможно, отличается более высокой чувствительностью. Например, руководящие принципы по допустимым уровням загрязнения воздуха не ориентированы на особые потребности людей больных астмой. Точно так же, руководящие принципы в отношении ЭМП не призваны защищать людей от воздействия, связанного с вживляемыми медицинскими электронными приборами, такими как кардиостимуляторы. Вместо этого, такие пациенты должны обращаться за советом по поводу того, как избежать возможного неблагоприятного воздействия, к производителям и врачам, вживляющим прибор.

Каковы типичные максимальные уровни воздействия в домашних условиях и в окружающей среде?

Некоторая информация практического характера поможет вам оценить приведенные выше значения уровней воздействия, установленные в международных руководящих принципах. Ниже в таблице вы найдете информацию о наиболее распространенных источниках ЭМП. Все приведенные значения – это максимально допустимые уровни для обычного населения. Уровень воздействия в вашем случае, вероятнее всего, будет гораздо ниже. Чтобы получить более подробную информацию об уровнях полей вокруг отдельных электроприборов, рекомендуем вам ознакомиться с разделом «Обычные уровни воздействия в домах и в окружающей среде».

Источник	Типичный максимальный уровень воздействия для обычного населения
	Электрическое поле (В/м)	Индукция магнитного поля (микротесла)
Естественные поля	200	70 (магнитное поле Земли)
Мощность, потребляемая от сети в домах, расположенных не вблизи линий электропередач (ЛЭП)	100	0.2
Мощность, потребляемая от сети под крупными ЛЭП	10 000	20
Электропоезда и трамваи	300	50
Телевизоры и компьютерные мониторы (на правильном расстоянии от них)	10	0. 7
	Типичный максимальный уровень воздействия для обычного населения (Вт/м2)
Теле- и радиопередающие станции	0.1
Базовые станции мобильной связи	0.1
Радары	0.2
Микроволновые печи	0.5

Источник: Европейское региональное бюро ВОЗ

Как руководящие принципы применяются на практике, и кто контролирует этот процесс?

Ответственность за проверку уровней полей вокруг ЛЭП, базовых станций мобильной связи и других источников, доступ к которым обычного населения не ограничен, лежит на государственных учреждениях и местных органах власти. Они должны обеспечить соблюдение руководящих принципов.

Если речь идет об электронных приборах, за соблюдение стандартных ограничений отвечают производители. Однако, как было упомянуто выше, свойства большинства приборов таковы, что излучение от них гораздо ниже даже малозначимых величин воздействия. Кроме того, многие объединения потребителей регулярно проводят тестирование приборов. В случае, когда вы испытываете особую обеспокоенность или тревогу, рекомендуем вам напрямую связаться с производителем или направить запрос в местный орган общественного здравоохранения.

Опасны ли уровни воздействия выше установленных пороговых значений?

Совершенно не опасно съесть баночку клубничного джема до истечения срока годности. Но если вы съедите джем позже, производитель не гарантирует вам хорошее качество продукта. Однако обычно даже через несколько недель или месяцев после истечения срока годности употреблять джем в пищу совершенно безопасно. Аналогичным образом, руководящие принципы в отношении ЭМП гарантируют, что в пределах установленных пороговых значений воздействия не возникнет никаких общеизвестных пагубных последствий для здоровья. Значительный коэффициент безопасности использован при установлении того уровня, который, как общепризнано, вызывает пагубные последствия для здоровья. Поэтому даже если вы подверглись воздействию поля, сила которого в несколько раз превосходит определенное пороговое значение, воздействие на вас все равно будет в пределах безопасности.

В повседневных ситуациях большинство людей не подвергается воздействию ЭМП с превышением установленных пороговых значений. Обычные уровни воздействия гораздо ниже этих значений. Тем не менее, бывают случаи, когда человек подвергается в течение короткого периода времени воздействию, близкому или даже превосходящему рекомендуемые пороговые уровни. Согласно ICNIRP, воздействие радиочастотных и микроволновых полей следует усреднить по времени, чтобы понять кумулятивные эффекты. В руководящих принципах в отношении воздействия таких полей конкретно указано усреднение по времени (шесть минут), и специально упомянуто как допустимое кратковременное воздействие с превышением пороговых значений.

Напротив, в руководящих принципах в отношении воздействия низкочастотных электрических и магнитных полей нет усреднения по времени. Еще более усложняет картину наличие так называемого «фактора сопряжения». Под этим понимается взаимовлияние электрических и магнитных полей и тела, испытывающего их воздействие. Фактор сопряжения зависит от размера и формы тела, типа тканей и расположения тела в пространстве по отношению к полю. Руководящие принципы обязаны быть консервативными: ICNIRP всегда исходит из того, что между полем и человеком, испытывающим его воздействие, есть максимальное сопряжение. Поэтому рекомендуемые пороговые уровни обеспечивают максимальную защиту человека. Например, даже если уровни магнитного поля фена для сушки волос или электробритвы оказываются выше рекомендуемых значений, очень слабое сопряжение между полем и головой предотвращает индуцирование электрических токов, которые могли бы превысить установленные предельно допустимые уровни.

Основные положения

• Выпускаемые ICNIRP руководящие принципы основаны на современных научных знаниях. Большинство стран используют это международное руководство для формирования своих национальных стандартов.
• Стандарты в отношении низкочастотных ЭМП предусматривают, что уровень индуцированных токов должен быть ниже обычного уровня фоновых токов в организме человека. Стандарты для радиочастотных и микроволновых полей установлены на таком уровне, чтобы не допустить неблагоприятных последствий для здоровья от локализованного или общего нагревания организма.
• Руководящие принципы не предусматривают защиту от возможного воздействия медицинских электроприборов.
• Максимальные уровни воздействия в повседневной жизни обычно гораздо ниже рекомендуемых пороговых значений.
• Благодаря значительному коэффициенту безопасности воздействие, превышающее установленные пороговые значения, необязательно окажется вредным для здоровья. Кроме того, усреднение по времени в отношении высокочастотных полей и допущение о максимальном сопряжении для низкочастотных полей еще более расширяют границы безопасности.

 

 

Меры предосторожности

По мере поступления все новых данных научных исследований вероятность того, что воздействие ЭМП представляет серьезную угрозу для здоровья, уменьшается. Однако определенная неуверенность сохраняется. Некогда чисто научная дискуссия о том, как следует интерпретировать противоречивые данные, превратилась в обсуждение этого вопроса как важной общественной и политической проблемы.

Публичное обсуждение ЭМП сосредоточено на вопросах потенциального вреда таких полей и часто оставляет без внимания ту пользу, которая связана с технологическим использованием ЭМП. Без электричества наша жизнь замрет. Точно так же теле- и радиовещание стали очевидным фактом современной жизни. Крайне важно анализировать соотношение ценности и потенциальных угроз.

Охрана общественного здоровья

Международные руководящие принципы и национальные стандарты по безопасным уровням воздействия электромагнитных полей разрабатываются на основе современных научных знаний и призваны гарантировать, что те поля, с которыми приходится сталкиваться людям, не причинят вреда их здоровью. Чтобы учесть наличие некоторых неопределенностей в знаниях (например, по причине допущенных в экспериментах ошибок, экстраполяции данных с животных на человека или из-за статистической погрешности), при установлении пороговых значений допустимого воздействия используются значительные коэффициенты безопасности.

Руководящие принципы подвергаются регулярному критическому рассмотрению и, по мере необходимости, обновляются. С учетом существующих неопределенностей, соблюдение дополнительных мер предосторожности рекомендовано в качестве эффективного подхода, который можно взять на вооружение до тех пор, пока наука не пополнит наши знания о влиянии ЭМП на здоровье. Однако выбор конкретного подхода в отношении соблюдения предосторожности и степень его использования чрезвычайно зависит от силы доказательств наличия риска для здоровья, а также масштабов и характера возможных последствий. Меры предосторожности должны быть пропорциональны потенциальному риску.

Был разработан ряд стратегий по популяризации мер предосторожности в целях привлечения внимания к проблемам, вызывающим обеспокоенность в отношении общественного здоровья, гигиены труда и окружающей среды, а также безопасности в связи с химическими и физическими факторами риска.

Что рекомендуется делать, пока научные исследования в этой области продолжаются?

Одна из целей Международного проекта по ЭМП состоит в том, чтобы помочь национальным органам управления взвесить преимущества от использования технологий, основанных на ЭМП, и сопоставить их с возможным обнаружением риска для здоровья от их использования. Помимо этого ВОЗ выпустит рекомендации в отношении мер защиты, если в них возникнет необходимость. На завершение необходимых научных исследований, оценку их результатов и публикацию уйдет несколько лет. Тем временем Всемирная организация здравоохранения подготовила серию указанных ниже рекомендаций:

• Строго соблюдать существующие национальные и международные стандарты безопасности: такие стандарты, основанные на современных знаниях, разрабатываются для защиты каждого человека с использованием значительного коэффициента безопасности.
• Соблюдать простые меры защиты: заграждения, установленные вокруг источников сильных ЭМП, позволяют ограничить несанкционированный доступ на территории, где допустимые пороговые значения могут быть превышены.
• Проводить консультации с местными органами власти и представителями общественности в отношении выбора места строительства новых ЛЭП и базовых станций мобильной связи: нередко при принятии решений о месте строительства требуется учитывать эстетические факторы и особенности восприятия ситуации общественностью. Открытый обмен информацией на стадии планирования может содействовать лучшему взаимопониманию и широкому одобрению строительства нового объекта.
• Обмениваться информацией: эффективная система информации в области здравоохранения и обмен информацией между учеными, государственными органами, представителями промышленности и общественности может способствовать повышению уровня общей осведомленности о программах, связанных с воздействием ЭМП, и уменьшению недоверия и страхов.

 

Электричество и магнетизм

Потоком вектора магнитной индукции В (магнитным потоком) через малую поверхность площадью dS называется скалярная физическая величина, равная               (6. 26)

Здесь ,  — единичный вектор нормали к площадке площадью dS, В_n — проекция вектора В  на направление нормали,  — угол между векторами В и n (рис. 6.28).

 

Рис. 6.28. Поток вектора магнитной индукции через площадку 

Магнитный поток Ф_B  через произвольную замкнутую поверхность S равен

(6.27)

Отсутствие в природе магнитных зарядов приводит к тому, что линии вектора В  не имеют ни начала, ни конца. Поэтому поток вектора В  через замкнутую поверхность должен быть равен нулю. Таким образом, для любого магнитного поля и произвольной замкнутой поверхности S выполняется условие

(6.28)

Формула (6.28) выражает теорему Остроградского — Гаусса для вектора :  

Поток вектора магнитной индукции через произвольную замкнутую поверхность тождественно равен нулю.

 

Подчеркнем еще раз: эта теорема является математическим выражением того факта, что в природе отсутствуют магнитные заряды, на которых начинались бы и заканчивались линии магнитной индукции, как это имело место в случае напряженности электрического поля Е  точечных зарядов.

Это свойство существенным образом отличает магнитное поле от электрического. Линии магнитной индукции замкнуты, поэтому число линий, входящих в некоторый объем пространства, равно числу линий, выходящих из этого объема. Если входящие потоки брать с одним знаком, а выходящие — с другим, то суммарный поток вектора магнитной индукции через замкнутую поверхность будет равен нулю. 

В системе СИ единицей измерения магнитного потока является вебер (Вб) (рис. 6.29):

 

Рис. 6.29. В. Вебер (1804–1891) — немецкий физик 

Отличие магнитного поля от электростатического проявляется также в значении величины, которую мы называем циркуляцией — интеграла от векторного поля по замкнутому пути. В электростатике равен нулю интеграл

взятый по произвольному замкнутому контуру. Это связано с потенциальностью электростатического поля, то есть с тем фактом, что работа по перемещению заряда в электростатическом поле не зависит от пути, но лишь от положения начальной и конечной точек.

Посмотрим, как обстоит дело с аналогичной величиной для магнитного поля. Возьмем замкнутый контур, охватывающий прямой ток, и вычислим для него циркуляцию вектора В, то есть

 

Как было получено выше, магнитная индукция, создаваемая прямолинейным проводником с током на расстоянии R от проводника, равна

Рассмотрим случай, когда контур, охватывающий прямой ток, лежит в плоскости, перпендикулярной току, и представляет собой окружность радиусом R с центром на проводнике. В этом случае циркуляция вектора В  по этой окружности равна

(6.29)

откуда

(6.30)

Можно показать, что результат для циркуляции вектора магнитной индукции не меняется при непрерывной деформации контура, если при этой деформации контур не пересекает линий тока. Тогда в силу принципа суперпозиции циркуляция вектора магнитной индукции по пути, охватывающем несколько токов, пропорциональна их алгебраической сумме (рис. 6.30)

(6.31)

Рис. 6.30. Замкнутый контур (L) с заданным направлением обхода.
Изображены токи I₁, I₂ и I₃, создающие магнитное поле.
Вклад в циркуляцию магнитного поля вдоль контура (L) дают только токи  I₂ и I₃

Если выбранный контур не охватывает токов, то циркуляция  по нему равна нулю. 

При вычислении алгебраической суммы токов следует учитывать знак тока: положительным будем считать ток, направление которого связано с направлением обхода по контуру правилом правого винта. Например, вклад тока I₂ в циркуляцию — отрицательный, а вклад тока I₃ — положительный (рис. 6.18). Воспользовавшись соотношением

между силой тока I через любую замкнутую поверхность S и плотностью тока , для циркуляции вектора В можно записать

(6.32)

где S — любая замкнутая поверхность, опирающаяся на данный контур L. 

Итак,  

Циркуляция магнитной индукции отлична от нуля, если контур, по которому она берется, охватывает ток.

 

Такие поля называются вихревыми. Поэтому для магнитного поля нельзя ввести потенциал, как это было сделано для электрического поля точечных зарядов. Наиболее наглядно разницу потенциального и вихревого полей можно представить по картине силовых линий. Силовые линии электростатического поля похожи на ежей: они начинаются и кончаются на зарядах (либо уходят в бесконечность). Силовые линии магнитного поля никогда не напоминают «ежей»: они всегда замкнуты и охватывают текущие токи. 

Для иллюстрации применения теоремы о циркуляции найдем другим методом уже известное нам магнитное поле бесконечного соленоида. Возьмем прямоугольный контур 1-2-3-4 (рис. 6.31) и вычислим циркуляцию вектора В по этому контуру

(6.33)

Рис. 6.31. Применение теоремы о циркуляции В к определению магнитного поля соленоида 

Второй и четвертый интегралы равны нулю в силу перпендикулярности векторов  и . Третий интеграл можно положить равным нулю, ввиду малости магнитного поля вне соленоида. Поэтому

(6. 34)

Рассмотренный контур охватывает суммарный ток nlI, где n — число витков соленоида, приходящееся на единицу длины, I — сила тока в соленоиде. Следовательно,

или

 

(6.35)

Мы воспроизвели результат (6.20) без интегрирования магнитных полей от отдельных витков. 

Полученный результат (6.35) можно использовать для нахождения магнитного поля тонкого тороидального соленоида (рис.6.32).  

 

Рис. 6.32. Тороидальная катушка: линии магнитной индукции замыкаются внутри катушки и представляют собой концентрические окружности. Они направлены так, что глядя вдоль них, мы увидели бы ток в витках, циркулирующим по часовой стрелке. Одна из линий индукции некоторого радиуса r₁ ≤ r < r₂ изображена на рисунке

 

Дополнительная информация 

http://www. magnet.fsu.edu/education/tutorials/pioneers/weber.html — Вильгельм Вебер (1804–1891).

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5.3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5. 5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Несимметричность природы / Хабр

Электрическими бывают заряды и поля, а магнитными — только поля. Могут ли во Вселенной быть магнитные заряды?





Можно не сделать ни одной ошибки и всё равно проиграть. Это не слабость — это жизнь.
— Жан-Люк Пикар

В науке, а особенно, в физике, в основе огромного количества физических процессов лежат фундаментальные симметрии. В гравитации сила, с которой любая масса действует на другую, равна по величине и противоположна по направлению силе, оказываемой другой массой на первую.

То же самое выполняется для электрических зарядов, хотя тут есть один подвох: электрическое взаимодействие может быть положительным или отрицательным, в соответствии со знаками зарядов. Кроме того, электричество близко связано с другим взаимодействием, магнетизмом.

Как у электричества есть положительные и отрицательные заряды, где подобное отталкивает подобное, а противоположности притягиваются, у магнетизма есть северный и южный полюса, у которых тоже одинаковые отталкиваются, а разные притягиваются. Но магнетизм демонстрирует фундаментальные отличия от электричества определённым и очевидным образом:


• У электричества может быть множество зарядов, собранных вместе, или же отдельные положительные или отрицательные заряды.
• У магнетизма может быть множество полюсов, собранных вместе, но нельзя изолировать северный полюс от южного.

В физике два противоположных заряда или полюса, связанных вместе, зовутся диполем, а один отдельный заряд называется монополем.

С гравитационным монополем всё просто: это масса. С электрическими — тоже просто: подойдёт любая фундаментальная частица с зарядом, типа электрона или кварка.

Но магнитные монополи? Насколько нам известно, их не существует. Вселенная, где они существуют, удивительно отличалась бы от нашей. Задумайтесь, как именно связаны между собой электричество и магнетизм.

Движущийся электрический заряд, или электрический ток, создаёт магнитное поле, перпендикулярное линии движения. Прямой провод с текущим по нему электрическим током выдаёт магнитное поле, идущее по кругу вокруг провода. Если свернуть проводник в петлю или катушку, магнитное поле появится внутри неё.

Оказывается, это работает в обе стороны. Законы физики стремятся к симметрии. Это значит, что если у меня будет петля или катушка провода, и я изменю магнитное поле внутри неё, я создам электрический ток, заставляющий электрические заряды двигаться. Это электромагнитная индукция, открытая Майклом Фарадеем более 150 лет назад.

Значит, у нас есть электрические заряды, электрический ток и электрическое поле — но нет магнитных зарядов или магнитных токов, только магнитные поля. Можно изменить магнитное поле и заставить двигаться электрические заряды, но нельзя заставить двигаться магнитные заряды, изменяя электрическое поле — поскольку никаких магнитных зарядов не существует.

Точно так же можно создать магнитное поле, двигая электрические заряды, но нельзя создать электрическое поле, двигая магнитные заряды — опять-таки, их не существует.

Иначе говоря, между электрическими и магнитными свойствами нашей Вселенной есть фундаментальная асимметрия. Поэтому уравнения Максвелла для полей E и В (электрического и магнитного) так сильно различаются.

Причина, по которой уравнения так сильно отличаются, состоит в том, что электрические заряды (ρ и Q) и токи (J и I) существуют, а их магнитные аналоги — нет. Если удалить электрические заряды и токи, они станут симметричными с точностью до фундаментальных констант.

Но что, если бы магнитные заряды и токи существовали? Физики думают об этом уже более ста лет, и если бы они существовали, мы могли бы записать, как выглядели бы уравнения Максвелла, если бы магнитные монополи были в природе. Вот, как они выглядели бы (в дифференциальной форме)?

Опять-таки, с точностью до фундаментальных констант, уравнения теперь выглядят очень симметрично! Мы бы могли заставить магнитные заряды двигаться простым изменением электрических полей, создавать электрические токи и индуцировать электрические поля. В 1930-х с ними игрался Дирак, но потом общепризнанным выводом стало то, что если бы они существовали, они бы оставили после себя какой-то след. Эта область не воспринималась серьёзно, поскольку физика по сути своей наука экспериментальная; без каких бы то ни было доказательств существования магнитных монополей их очень сложно оправдать.

Но всё начало меняться в 1970-х. Люди экспериментировали с Теориями великого объединения, или идеями по поводу того, что в природе может существовать гораздо больше симметрии, чем видно нам. Симметрия может быть нарушенной, из-за чего во Вселенной существует четыре различных фундаментальных взаимодействия, но, возможно, все они были объединены на какой-то высокой энергии в единое? В результате у всех этих теорий есть предсказание существования новых высокоэнергетических частиц, и во многих вариантах, магнитных монополей (в особенности, монополи ’т Хоофта-Полякова).

Магнитные монополи всегда были заманчивой темой для физиков, а новые теории подогрели этот интерес. Так что в 1970-х проходили поиски монополей, и самым знаменитым из них руководил физик Блас Кабрера [внук основоположника физических исследований в Испании Бласа Фелипе Кабреры / прим. перев.]. Он взял длинный провод, и скрутил его в восемь петель так, чтобы тот мог измерять идущий через него магнитный поток. Если бы через него прошёл монополь, то он породил бы сигнал силою ровно в восемь магнетонов. Ну а если бы через него прошёл стандартный магнитный диполь, он бы породил сигнал в +8 магнетонов, за которым сразу следовал сигнал в -8 магнетонов — таким образом эти сигналы можно было бы отличить.


Блас Кабрера со своим детектором магнитных монополей

И вот он построил это устройство и стал ждать. Устройство было неидеальным, иногда одна из петель отправляла сигнал, а в ещё более редких случаях сигнал отправляли две петли одновременно. Но для обнаружения магнитного монополя нужно было ровно восемь — но больше двух аппарат не показывал. Эксперимент безуспешно продолжался несколько месяцев, и в результате к нему стали возвращаться всего по нескольку раз в день. 14 февраля 1982 года Блас не приходил в свой офис, поскольку отмечал День святого Валентина. Когда он вернулся на работу 15 февраля, он с удивлением обнаружил, что компьютер и устройство 14 февраля записали сигнал ровно в восемь магнетонов.

Это открытие всколыхнуло общественность и породило огромную волну интереса. Были построены более крупные устройства с большей площадью поверхности и большим количеством петель, но, несмотря на тщательные поиски, никто более не находил монополя. Стивен Вайнберг даже написал Бласу Кабрере стихотворение 14 февраля 1983 года:

Roses are red,
Violets are blue,
It’s time for monopole
Number TWO!

Розы красны,
Фиалки сини,
Представить второй монополь
Мы бы тебя попросили!

[Отсылка к популярному стихотворению, используемому в англоязычных странах в связи с празднованием Дня всех влюблённых // прим. перев.]

Но второй монополь так и не появился. Был ли это сверхредкий глюк эксперимента Кабреры? Был ли это единственный монополь в нашей части Вселенной, совершенно случайно прошедший через детектор? Поскольку других мы так и не обнаружили, точно узнать нельзя, но наука должна быть воспроизводимой. А этот эксперимент воспроизвести не удалось.

Сегодня монополи всё ещё ищут в экспериментах, но ожидания весьма низки.

Природа была бы прекрасна в своей симметрии, но, как бы нам этого не хотелось, она несимметрична, не на всех уровнях. И в этом никто не виноват; просто Вселенная такая, какая есть. Лучше принять её такой — вне зависимости от того, насколько эстетически приятнее она была бы в ином случае — чем дать нашим предубеждениям увести нас с истинного пути.

Напряженность электрического поля — как найти? Правила и примеры

Что такое электрическое поле

Долгое время ученые не могли толком объяснить, как именно заряженные тела взаимодействуют друг с другом, не соприкасаясь. Майкл Фарадей первым выяснил, что между ними есть некое промежуточное звено. Его выводы подтвердил Джеймс Максвелл, который установил, что для воздействия одного такого объекта на другой нужно время, а значит, они взаимодействуют через «посредника».

В современной физике электрическое поле — это некая материя, которая возникает вокруг заряженных тел и обусловливает их взаимодействие. Если речь идет о неподвижных объектах, поле называют электростатическим.

Тела, имеющие одноименные заряды, будут отталкиваться, а разноименные — притягиваться.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Определение напряженности электрического поля

Для исследования электрического поля используются точечные заряды. Давайте выясним, что это такое.

Точечным зарядом называют такой наэлектризованный объект, размерами которого можно пренебречь, поскольку он слишком мал в сравнении с расстоянием, отделяющим этот объект от других заряженных тел.

Теперь поговорим непосредственно о напряженности, которая является одной из главных характеристик электрического поля. Это векторная физическая величина. В отличие от скалярных она имеет не только значение, но и направление.

Для того, чтобы исследовать электрическую напряженность, нужно в поле заряженного тела q₁ поместить еще один точечный заряд q₂ (допустим, они оба будут положительными). Со стороны q₁ на q₂ будет действовать некая сила. Очевидно, что для расчетов нужно иметь в виду как значение данной силы, так и ее направление.

Напряженность электрического поля — это показатель, равный отношению силы, действующей на заряд в электрическом поле, к величине этого заряда.

Напряженность является силовой характеристикой поля. Она говорит о том, как сильно влияние поля в данной точке не только на другой заряд, но также на живые и неживые заряженные объекты.

Важно!

Иногда можно услышать оборот «напряжение электрического поля», но это ошибка — правильно говорить «напряженность».

Единицы измерения и формулы

Из указанного выше определения понятно, как найти напряженность электрического поля в некой точке:

E = F / q, где F — действующая на заряд сила, а q — величина заряда, расположенного в данной точке.

Если нужно выразить силу через напряженность, мы получим следующую формулу:

Направление напряженности электрического поля всегда совпадает с направлением действующей силы. Если взять отрицательный точечный заряд, формулы будут работать аналогично.

Поскольку сила измеряется в ньютонах, а величина заряда — в кулонах, единицей измерения напряженности электрического поля является Н/Кл (ньютон на кулон).

Принцип суперпозиции

Допустим, у нас есть несколько зарядов, которые взаимодействуют. Вокруг каждого существует свое электрическое поле. Тогда существует некая точка или область, в которой одновременно существует электрическое поле нескольких зарядов. Чему равна общая напряженность электрического поля, создаваемого этими зарядами?

Было установлено, что общая сила воздействия на конкретный заряд, расположенный в поле, является суммой сил, действующих на данный заряд со стороны каждого тела. Из этого следует, что и напряженность поля в любой взятой точке можно вычислить, просуммировав векторно напряженности, создаваемые каждым зарядом в отдельности в той же точке. Это и есть принцип суперпозиции.

Это правило корректно для любых полей, за некоторыми исключениями. Принцип суперпозиции не соблюдается в следующих случаях:

Но задачи с такими данными выходят за пределы школьного курса физики.

Учёба без слёз (бесплатный гайд для родителей)

Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.

Напряженность поля точечного заряда

У электрического поля, создаваемого точечным зарядом, есть одна особенность — ввиду малой величины самого заряда оно очень слабо влияет на другие наэлектризованные тела. Именно поэтому такие «точки» используют для исследований.

Но прежде чем рассказать, от чего зависит напряженность электрического поля точечного заряда, рассмотрим подробнее, как взаимодействуют эти заряды.

Закон Кулона

Предположим, в вакууме есть два точечных заряда, которые статично расположены на некотором расстоянии друг от друга. В зависимости от одноименности или разноименности они могут притягиваться либо отталкиваться. В любом случае на них действуют силы, направленные вдоль соединяющей их прямой.

Закон Кулона Модули сил, действующих на точечные заряды в вакууме, пропорциональны произведению данных зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними.

Силу электрического поля в конкретной точке можно найти по формуле: где q₁ и q₂ — модули точечных зарядов, r — расстояние между ними.

В формуле участвует коэффициент пропорциональности k, который был определен опытным путем и представляет собой постоянную величину. Он обозначает, с какой силой взаимодействуют два тела с зарядом 1 Кл, расположенные на расстоянии 1 м.

Важно!

Сила взаимодействия двух точечных зарядов остается прежней при появлении сколь угодно большого количества других зарядов в данном поле.

Учитывая все вышесказанное, напряжение электрического поля точечного заряда в некой точке, удаленной от заряда на расстояние r, можно вычислить по формуле:

Итак, мы выяснили, что называется напряженностью электрического поля и от чего зависит эта величина. Теперь посмотрим, как она изображается графическим способом.

Онлайн-подготовка к ОГЭ по физике поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Линии напряженности

Электрическое поле нельзя увидеть невооруженным глазом, но можно изобразить с помощью линий напряженности. Графически это будут непрерывные прямые, которые связывают заряженные объекты. Условная точка начала такой прямой — на положительном заряде, а конечная точка — на отрицательном.

Линии напряженности — это прямые, которые совпадают с силовыми линиями в системе из положительного и отрицательного зарядов. Касательные к ним в каждой точке электрического поля имеют то же направление, что и напряженность этого поля.

При графическом изображении силовых линий можно передать не только направление, но и величину напряженности электрического поля (разумеется, условно). В местах, где модуль напряженности выше, принято делать более густой рисунок линий. Есть и случаи, когда густота линий не меняется — это бывает при изображении однородного поля.

Однородное электрическое поле создается разноименными зарядами с одинаковым модулем, расположенными на двух металлических пластинах. Линии напряженности между этими зарядами представляют собой параллельные прямые всюду, за исключением краев пластин и пространства за ними.

Силовые линии магнитного поля

Магнитным полем называют особый вид материи, который проявляется в воздействии на перемещающиеся заряженные тела и тела, имеющие магнитный момент. Источники магнитного поля — это электрические токи.

Магнитное поле является одной из составляющих электромагнитного поля.

Магнитные поля можно разделить на:

• Стационарные – постоянные во времени.
• Однородные, для которых во всех точках поля выполняется равенство: $ \vec{B}=const.$
• Неоднородные поля (большая часть магнитных полей). Для этих полей: $\vec{B}\ne const.$

Изображение магнитного поля

Для наглядности магнитное поле, как и электрическое, можно изображать графически с помощью силовых линий. Данные линии носят название линий магнитной индукции.

Определение 1

Линиями магнитной индукции (или силовыми линиями магнитного поля) называют кривые, изображающие магнитное поле так, что если провести касательную в любой точке к этой линии, то она будет направлена так же как вектор магнитной индукции в избранной точке.

Эти линии всегда замкнуты или начинаются и заканчиваются в бесконечности. В этом состоит качественное отличие магнитного поля от электростатического. Силовые линии магнитного поля охватывают проводники с токами. Тот факт, что силовые линии магнитного поля всегда замкнуты, говорит том, что не существует в природе свободных магнитных зарядов.

Силовые линии электростатического поля разомкнуты. Они начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах.

Как направлены линии магнитной индукции, находят, применяя правило правого винта (правило буравчика, его еще называют правилом Максвелла). Если правый винт вкручивать в соответствии с направлением течения тока, то направление вращения головки винта укажет на направление линий магнитной индукции поля.

Рассмотрим круговой виток с током (рис.1). Плоскость витка лежит в плоскости чертежа. Вращаем головку буравчика по току, получаем, направление линий магнитной индукции указанное на рисунке. Плоскость, в которой они лежат, перпендикулярна плоскости чертежа. Линии индукции поля бесконечно навиваются на виток, плотно заполняют все пространство, но никогда не возвращаются дважды в одну точку поля.

Рисунок 1. Круговой виток с током. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Схематичное изображение магнитного поля при помощи силовых линий рассказывает не только о направлении поля. В нем должна быть заключена информация о величине магнитной индукции этого поля. Линии магнитной индукции изображают с такой частотой, что количество их, пересекающих единицу площадки, нормальной к этим линям, было прямо пропорционально модулю вектора магнитной индукции.

В неоднородных полях в точках увеличения магнитной индукции число силовых линий на единицу площади увеличивается. Там, где поле ослабевает, силовые линии редеют.

В однородном магнитном поле, в котором во всех точках $ \vec{B}=const$, линии магнитной индукции чертят в виде совокупности равноудаленных прямых.

У постоянного магнита силовые линии начинаются на северном полюсе и приходят к южному. Внутри этого магнита линии магнитной индукции не разрываются (рис.2). Внешнее магнитное поле полосового магнита неоднородное (силовые линии искривлены), внутри этого магнита магнитное поле можно считать однородным, так как линии магнитной индукции параллельные прямые, находящиеся на равных расстояниях друг от друга.

Рисунок 2. Линии магнитной индукции. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Магнитный поток

С понятием силовых линий поля в магнитостатике, тесно связано понятие потока вектора магнитной индукции (или магнитного потока).

Допустим, что плоская площадка $S$ локализована в однородном магнитном поле магнитная индукция которого равна $\vec{B}$.

Определение 2

Потоком вектора магнитной индукции сквозь площадку $S$ называют физическую величину, равную:

$Ф=BS\cos \alpha=B_nS$,

где $ \alpha =\hat{\vec{n}\vec{B}}\quad$– угол между нормалью ($\vec{n})$ к площадке $S$ и вектором $\vec{B}$; $B_n$ – проекция вектора магнитной индукции на нормаль $\vec{n}$.

Поток вектора магнитной индукции пропорционален количеству силовых линий магнитного поля, которые пронизывают выделенную площадку $S$. Магнитный поток сквозь площадку $S$ может быть:

• $Ф_B$ > $0$
• $Ф_B$

это определено знаком проекции вектора магнитной индукции на нормаль.

Допустим, что поверхность $S$ находится в неоднородном магнитном поле. Тогда чтобы найти магнитный поток, заданную поверхность разбиваем на элементарные участки. При этом каждый участок имеет площадь $dS$, и его можно считать плоским, а магнитное поле около его поверхности однородным. Чтобы найти магнитный поток сквозь $dS$, используем выражение:

${dФ}_{B}=BdS\cos {\alpha \, \left( 1 \right).}$

Суммарный магнитный поток сквозь всю поверхность $S$ найдем интегрированием:

$Ф_{B}=\int\limits_S {BdS\cos {\alpha \, \left( 2 \right).}}$

Пусть поверхность $S$ является замкнутой. Тогда формулу (2) перепишем в виде:

$Ф_{B}=\oint\limits_S {BdS\cos {\alpha \, \left( 3 \right).}} $

Поскольку линии магнитной индукции магнитного поля замкнуты, то каждая из силовых линий пересечет замкнутую поверхность $S$ два раза (вернее четное число раз). При этом один раз она в поверхность войдет и один раз выйдет, то есть один раз проекция магнитной индукции будет положительной, другой раз отрицательной. Это означает, что результирующий магнитный поток, через замкнутую поверхность $S$ равен нулю:

$Ф_{B}=\oint\limits_S {BdS\cos {\alpha =0\left( 4 \right).}} $

Значение уравнения (4) состоит в том, что:

• Электромагнитная теория считает, что выражение (4) применимо для всяких магнитных полей.
• Эта формула входит в систему основных уравнений классической электродинамики (одно из уравнений системы Максвелла). Формула (4) отображает вихревой (соленоидальный) характер магнитного поля.

Физическим основанием для соленоидальности магнитных полей является отсутствие свободных магнитных зарядов, которые были бы аналогами электрических зарядов. Что превращает уравнения магнетизма в несимметричные по отношению к электричеству. Так, имеются электрические токи, которые порождают магнитные поля, но нет магнитных токов, которые создают электрические поля.

Теория Дирака

Асимметрия в основных положениях и уравнениях электричества и магнетизма вызывает недоумение, так как считается, что природные явления симметричны. В этой связи неоднократно выдвигалась идея о существовании магнитных зарядов (северного и южного). Эти заряды получили название магнитные монополии Дирака. Теория, построенная на основании существования магнитных монополий, исследовалась Дираком. Он сделал следующие выводы:

1. Носители магнитных зарядов (микрочастицы) возникают парами (северный заряд всегда сопутствует южному).
2. Когда частицы возникают, они пребывают на крайне маленьком расстоянии друг от друга и связаны притяжением друг к другу. Пока нет возможности отделить их друг от друга.

Существование магнитных зарядов дало возможность Дираку построить электродинамику с полной симметрией электричества и магнетизма.

Экспериментально найти монополии Дирака до сих пор не смогли. Вопрос о их существовании является открытым.

Разница между электрическим полем и магнитным полем

Электрическое поле и магнитное поле являются основой электротехники и электроники. Электрическое поле — это область, окружающая заряженную частицу, а магнитное поле — это область, окружающая магнит. Движущийся заряд создает как электрическое, так и магнитное поле, известное как электромагнитное поле. Эти два поля в некоторой степени связаны, но они не зависят друг от друга. Помимо этого, существует много различий между электрическим полем и магнитным полем.

Похожие сообщения:

• Разница между электрической и магнитной цепью
• Магнитные термины, используемые в магнитных цепях – определения и формулы
• Формулы электрического и магнитного потока, плотности и напряженности поля

Прежде чем перейти к различиям между электрическим полем и магнитным полем, мы сначала обсудим их основы.

Содержание

Электрическое поле

Электрическое поле определяется как «область вокруг заряда, в которой может ощущаться эффект этого заряда, известная как электрическое поле». Электрическое поле действует на другие заряды.

Заряд может воздействовать на другие заряды в своем электрическом поле, притягивая или отталкивая их. Путь, по которому крошечный положительный заряд движется в электрическом поле, известен как линии электрического поля.

Обозначается буквой «Е». Измеряется в ньютон на кулон 9.0022 эквивалентно вольт на метр . Прибор, используемый для измерения электрического поля, известен как Электрометр . В то время как напряженность поля не может быть определена сама по себе, но для ее измерения требуется другой заряд.

Электрическое поле создается либо вокруг электрического заряда (положительного или отрицательного), либо путем изменения магнитного поля во времени.

Электрическое поле визуализируется силовыми линиями или силовыми линиями. Они представляют собой путь, по которому единичный положительный заряд будет следовать внутри электрического поля. Линия электрического поля, создаваемая стационарным зарядом, начинается с положительного заряда и заканчивается на отрицательном заряде. Следовательно, у стационарного положительного заряда силовые линии электрического поля направлены наружу, а у стационарного отрицательного заряда силовые линии электрического поля направлены внутрь. В то время как электрическое поле между двумя положительными и отрицательными зарядами возникает из положительного заряда и заканчивается отрицательным зарядом.

Следовательно, два одинаковых заряда будут отталкиваться друг от друга, как будут отталкиваться их силовые линии электрического поля. В то время как два противоположных заряда притягиваются друг к другу, так как линии их электрического поля притягиваются друг к другу.

Интенсивность электрического поля представляет собой силовые линии электрического поля на единицу площади. Оно зависит от количества заряда и уменьшается пропорционально квадрату расстояния от источника заряда. Сила, действующая на электрический заряд внутри электрического поля, зависит от количества зарядов и расстояния между ними.

Движущийся заряд не только имеет электрическое поле, но и создает магнитное поле, когда оба они взаимно перпендикулярны. Следовательно, электрическое поле и магнитное поле связаны друг с другом. Однако они могут существовать сами по себе и не зависеть друг от друга. Это приводит к другому термину, известному как электромагнит. Электромагнетизм имеет широкий спектр применения в нашей повседневной жизни.

Похожие сообщения:

• • Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)
  • Разница между электрическим током и электрическим зарядом
  • Разница между током и напряжением
Уравнение электрического поля:

Сила на единицу заряда известна как напряженность электрического поля.

E = F ÷ Q

Где:

• E = напряженность электрического поля
• Ф = Сила
• Q = Электрический заряд

Формула напряженности электрического поля в вольтах на метр выглядит следующим образом:

ε = e ÷ d

Похожие сообщения:

• Что такое сопротивление? Удельное сопротивление (ρ) и удельное сопротивление Ω.
• Что такое напряжение? его единица измерения, формула, типы и применение
• Что такое электроэнергия? Виды электроэнергии и их единицы
Магнитное поле

Магнитное поле – это область вокруг магнита, в которой можно почувствовать воздействие этого магнита. Полюса других магнитов испытывают силу притяжения или отталкивания внутри магнитного поля.

Магнитное поле создается магнитным источником или изменяющимся во времени электрическим полем.

Магнитное поле передается ‘ B ’ и его единицей измерения является Тесла (T) или Гаусс (G) . Прибор, используемый для измерения магнитного поля, называется магнитометром.

Магнитное поле может создаваться либо магнитом, либо изменяющимся во времени электрическим полем.

Магнит имеет два полюса, называемые северным и южным полюсами. Линия магнитного поля начинается от северного полюса и переходит в южный полюс магнита. Линии магнитного поля уходят в южный полюс, образуя замкнутый контур. В то время как силовые линии электрического поля не образуют замкнутого контура.

Следовательно, магнитное поле существует только в диполе, т.е. оно всегда имеет два полюса, северный и южный, соединенные замкнутой петлей силовых линий магнитного поля. В то время как электрический может существовать в виде монополя, образуя прямые линии, идущие наружу или внутрь заряда.

• Связанный пост:  Разница между электронным током и обычным током

Уравнение магнитного поля:

B = Φ _b ÷ A

Где:

• B = Магнитное поле
• Φ _b  = магнитный поток
• А = площадь

Похожие сообщения:

• Разница между однофазным и трехфазным источником питания
• Разница между электротехникой и электронной инженерией
Различия между электрическим и магнитным полем

В следующей сравнительной таблице показаны основные различия между магнитным и электрическим полем.

Электрическое поле	Магнитное поле
Область вокруг электрического заряда, где ощущается его воздействие.	Область вокруг магнита, где ощущается его действие.
Оказывает силу отталкивания или притяжения на другие заряды.	Он оказывает силу отталкивания или притяжения на полюса других магнитов.
Обозначается символом «Е».	Обозначается символом «В».
Его формула E = F / Q.	Его формула: B = Φ b / A.
Единицей измерения является ньютон/кулон (N/C) или вольт/метр.	Единицей измерения является Тесла (Т) или Гаусс (Г), где 1 Тесла = 10 000 Гаусс.
Измеряется электрометром.	Измеряется с помощью магнитометра.
Он по своей природе генерируется вокруг заряда или при изменении магнитного поля.	Генерируется вокруг магнита или при изменении электрического поля.
Электрические заряды могут быть как отрицательными, так и положительными, каждый из которых имеет собственное электрическое поле.	Магнит всегда имеет два полюса, то есть северный полюс и южный полюс.
Линии электрического поля берут начало от положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.	Силовые линии магнитного поля начинаются с северного полюса и идут к южному полюсу.
Линии электрического поля не образуют замкнутого контура.	Линии магнитного поля образуют замкнутый контур.
Это монополюс, т. е. одиночный отдельный заряд с прямыми линиями электрического поля, направленными наружу или внутрь.	Это диполь, т.е. каждый магнит имеет северный и южный полюса, а силовые линии магнитного поля начинаются от северного полюса к южному полюсу.
В электромагнитной волне колеблется перпендикулярно магнитному полю.	В электромагнитной волне она перпендикулярна электрическому полю.
Он существует в двух измерениях.	Существует в трех измерениях.
Электрическое поле может совершать работу, т. е. частицы меняют направление и перемещаются.	Он не может совершать работу, т.е. частицы меняют направление, но не двигаются.

Похожие сообщения:

• Разница между заземлением, заземлением и соединением
• Разница между активной и реактивной мощностью — Вт против ВА
• Разница между EMF и MMF
• Разница между напряжением и ЭДС?
• Разница между аналоговым и цифровым мультиметром
• Разница между аналоговой и цифровой схемой
• Разница между GFCI и AFCI
• Разница между микропроцессором и микроконтроллером
• Разница между 8085 и 8086 Микропроцессор
• Разница между последовательной и параллельной схемой

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

электромагнетизм — Может ли магнитное поле существовать без электрического поля?

Спросил 4 года, 3 месяца назад

Изменено 3 года, 5 месяцев назад

Просмотрено 21k раз

$\begingroup$

Я знаю, что электрическое поле может существовать без магнитного поля, как в случае, когда у вас есть стационарный точечный заряд.

Но магнитные поля создаются движущимися зарядами , так разве вам не всегда нужно электрическое поле, чтобы иметь магнитное поле? Даже в случае с постоянными магнитами, насколько я знаю, это выровненные движущиеся электроны в атомах материала, которые вызывают магнитные свойства, так что не означает ли это, что всегда есть электрическое поле, чтобы иметь магнитное поле?

• электромагнетизм
• магнитные поля
• системы отсчета
• электрические поля

$\endgroup$

3

$\begingroup$

«Магнитное поле» — это концепция классической электродинамики. Уравнения Максвелла были разработаны в середине 19 века, когда фундаментальная атомная физика все еще находилась в зачаточном состоянии.

В современном историческом контексте постоянный магнит является прекрасным примером магнитного поля без электрического поля. В рамках теории классической электродинамики нет объяснения тому, почему существует магнитное поле, а только то, что оно действительно существует и как оно связано с электрическим полем. Постоянные магниты обладают магнитным полем как неотъемлемым фундаментальным свойством, подобным тому, по которому камни имеют массу. Они просто делают.

За последние полтора века были разработаны другие теории. Например, магнитное поле может быть объяснено специальной теорией относительности как сокращение длины, очевидно создающее дисбаланс заряда, поэтому можно сказать, что магнитное поле не существует как фундаментальное свойство, а скорее является проявлением электрического поля в движущейся системе отсчета. а квантовая физика объясняет постоянные магниты движущимися зарядами на субатомных масштабах.

Таким образом, в контексте современной физики фундаментальное магнитное поле вообще не нужно, поскольку его можно объяснить в терминах электрического поля и движения.

Открытие магнитного монополя изменило бы это положение, но, хотя оно принесло бы элегантную симметрию существующим видам частиц, экспериментально пока не было обнаружено никаких доказательств существования магнитного монополя.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Я полагаю, что это вариант ответа квантовой спагеттификации, но очевидным примером является токовая петля, используемая в электромагнитах с тех пор, как люди впервые открыли электричество.

Нет чистого электрического поля, потому что существует одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов, поэтому их поля уравновешиваются. Однако существует магнитный диполь из-за движения электронов.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Нет, у вас может быть магнитное поле без электрического поля. Рассмотрим стержень с равным количеством положительных и отрицательных зарядов (таким, что они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга). Пусть плюс движется влево со скоростью $v$, а минус вправо со скоростью $v$. Это приведет к магнитному полю, но не к электрическому полю.

$\endgroup$

10

$\begingroup$

В каком-то смысле это простой вопрос, как отмечали другие. Довольно просто построить примеры случаев с нулевым электрическим полем и ненулевым магнитным полем.

С другой стороны, это не тривиальный вопрос. Например, если в одном кадре вы видите только магнитное поле, то в другом кадре вы увидите магнитное и электрическое поля, которые смещаются при изменении скорости. Тогда есть пример эффекта Аронова-Бома. В этом случае у вас есть область, где и электрическое, и магнитное поля равны нулю, но электрон все еще чувствует электромагнитную силу.

Принципиальным является четырехвекторный потенциал $A_\mu$. Электрические и магнитные поля представляют собой частные сочетания частных производных этого поля. Именно $A_\mu$ появляется в уравнениях, описывающих электромагнетизм, таких как уравнение Максвелла или уравнение Дирака. В некоторых важных частных случаях мы можем игнорировать $A_\mu$ и работать с полями $E_i$ и $B_i$. Но основное понимание всегда будет основываться на $A_\mu$.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

На фундаментальном уровне элементарных частиц ответ таков: пока не обнаружены магнитные монополи, диполю магнитного поля нужна заряженная частица.

Электрон имеет магнитный момент:

В атомной физике магнитный момент электрона или, точнее, магнитный дипольный момент электрона — это магнитный момент электрона, обусловленный присущими ему свойствами спина и электрического заряда. 92 > 0$, то можно перейти в систему отсчета, где электрическое поле равно нулю, а магнитное поле отлично от нуля.

$\endgroup$

электромагнетизм — Является ли магнитное поле/сила просто релятивистским электрическим полем/силой или между ними есть принципиальная разница?

Спросил 4 года, 2 месяца назад

Изменено 3 года, 11 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

$\begingroup$

Я прочитал эти вопросы:

Разница между электрическим и магнитным полем (относительно ЭЭГ и МЭГ)

Кто-нибудь может объяснить магнитное и электрическое поля?

Объясните происхождение магнитных полей простым языком

Механизм взаимосвязи электрических и магнитных полей

где сказано:

Самое простое известное мне объяснение требует только одного пробного заряда и двух систем отсчета с относительной скоростью между ними. Кадр 1: заряд находится в состоянии покоя. Это источник (чисто) электрического поля. Кадр 2: заряд движется. Это ток и источник магнитного поля.

Понимание взаимосвязи между электричеством и магнетизмом

В чем основное различие между электрическими и магнитными силами?

где написано:

Электрические силы создаются и действуют как на движущиеся, так и на неподвижные заряды; в то время как магнитные силы создаются и действуют только на движущиеся заряды.

Может ли магнитная сила быть просто электрической силой в другой системе отсчета?

Магнитное поле как эффект относительности?

Поле E:

1. заряд неподвижен к наблюдателю

2. монополь

3. линии силы радиально сходятся

4. легко блокируется

5. посредством виртуальных фотонов

М поле:

1. заряд движется к наблюдателю

2. диполь

3. нельзя заблокировать

4. посредством виртуальных фотонов

Мы знаем, что электроны также имеют заряд E и дипольный момент M. Но магнит обычно не имеет заряда Е.

Электрические силы могут действовать и на различные материалы, такие как статически заряженный пластик.

Магнитные силы обычно действуют только на металлы, но не на пластмассы.

Ни один из этих вопросов не говорит о том, существует ли одна фундаментальная сила, ЭМ сила, и она по-разному действует на разные материалы и в зависимости от того, движется ли заряд относительно наблюдателя, или есть электрическая сила, и магнитная сила, и оба они опосредованы виртуальными фотонами, но действуют на разные материалы и по-разному в зависимости от того, движутся ли они относительно наблюдателя.

Еще говорят, что с магнитным полем заряд движется относительно наблюдателя. Но если вы посмотрите на магнит, у него есть магнитное поле и магнитная сила, и он не движется относительно наблюдателя.

Есть ли принципиальная разница или поле/сила M просто поле/сила E в теории относительности (движении)?

Вопрос:

1. В чем принципиальная разница между Е и М полем? Просто один неподвижен, а другой движется относительно наблюдателя?

2. Существует ли только одна сила, ЭМ-сила, или есть Е-сила и М-сила, поскольку они могут по-разному действовать на разные материалы? Является ли сила М просто силой Е в теории относительности?

• электромагнетизм
• электростатика
• магнитные поля
• виртуальные частицы

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Хотя я согласен с ответом, опубликованным lesnik, стоит отметить, что не каждое магнитное поле можно рассматривать как возникающее из электрического поля. Это неверно даже для юниформ-полей! 92 \quad \text{and} \quad \mathbf{E} \cdot \mathbf{B}$$ которые не меняются при преобразованиях Лоренца. Если вы начинаете только с магнитного поля, нет никакого способа преобразовать его только в электрическое поле. Мы говорим, что $\mathbf{E}$ и $\mathbf{B}$ объединены, потому что они свободно трансформируются друг в друга, но есть ограничения. Это похоже на то, как пространство и время все еще различны, несмотря на то, что они объединены в пространство-время; пространственноподобный интервал не может превратиться во времениподобный.

$\endgroup$

6

$\begingroup$

Принципиальной разницы между электрическим полем и магнитным полем нет.

Ну, можно рассмотреть какую-то точку пространства в какой-то момент времени и измерить/рассчитать электрическое поле и магнитное поле в этой точке в этот момент. Вы получите некоторый результат: электрическое поле $\vec{E}$, магнитное поле $\vec{B}$. Ладно, нет никакой двусмысленности.

Но если кто-то другой, двигаясь в соответствии с вами, измерит/вычислит электрические и магнитные поля в один и тот же момент в одной и той же точке, он получит другие результаты. В зависимости от его скорости результатом может быть даже «нет электрического поля» или «нет магнитного поля».

Утверждение «в этой точке ЕСТЬ электрическое поле» может быть правильным или нет в зависимости от системы отсчета. И невозможно сказать, какая система отсчета лучше. Вообще говоря, нельзя сказать, есть ли здесь «на самом деле» электрическое поле. Но можно сказать, есть ли электромагнитное поле.

Электрические и магнитные поля не могут существовать независимо друг от друга. Если в одной системе отсчета присутствует только один из них, то в другой системе отсчета присутствуют оба. Итак, по сути, оба они являются одним и тем же полем.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Я задавал себе этот же вопрос. Ответ заключается в том, что электрическая сила и магнитная сила — совершенно разные вещи.

Когда физики говорят об электромагнитной силе как о единой силе, на самом деле они должны сказать, что у нас есть единый набор уравнений (уравнения Максвелла), которые описывают их оба вместе.

На уровне квантовой электродинамики и электрическое поле, и магнитное поле опосредованы обменом виртуальными фотонами. Однако модель «виртуального фотона» на самом деле не решает вопрос о том, являются ли электрическое поле и магнитное поле одним и тем же. Обмен виртуальными фотонами — это просто то, что мы вычисляем для определения сечений рассеяния.

Я понимаю, что в этом ответе я не совсем обосновал, откуда я знаю, что электрические поля и магнитные поля — это разные вещи. Но я полагаю, что бремя доказательства ложится на тех, кто говорит, что в основе своей это одно и то же.

$\endgroup$

$\begingroup$

Ответ заключается в том, что ни одно только электрическое поле, ни одно только магнитное поле не могут считаться здесь центральным элементом. Скорее, это две части — два векторных поля, — которые вместе образуют тензор поля или тензор Фарадея. Это тензор второго ранга; если вы не знакомы с ним, обратите внимание, главным образом, что его можно записать как матрицу 4 на 4, и уравнения поля могут быть записаны в ее терминах, как и уравнение для силы, действующей на заряженную частицу. Тензор поля — вот что это такое. Его отношение к различным системам отсчета можно сравнить с отношением между вектором и осями координат. Заданный вектор, такой как сила или что-то в этом роде, будет иметь компоненты, которые зависят от того, какие направления в пространстве вы выбрали при настройке системы координат, но это все та же сила и тот же вектор, когда вы переходите из одной системы координат. к другому, даже если компоненты затем меняются. Аналогичным образом тензор второго ранга, описывающий электромагнитное поле, является тем, чем он является, независимо от инерциальной системы отсчета, но его компоненты выражают, какую форму он принимает в любой данной системе отсчета. Эта форма может быть электрической, магнитной или и той, и другой, в зависимости от обстоятельств.

$\endgroup$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Разница между электрическим полем и магнитным полем

Электромагнитное поле, свойство пространства, вызванное движением электрического заряда. Стационарный заряд будет создавать только электрическое поле в окружающем пространстве. Если заряд движется, также создается магнитное поле. Электрическое поле может быть создано также изменяющимся магнитным полем. Электрическое и магнитное поля являются компонентами электромагнитного поля.

Эти два компонента занимают разные плоскости относительно причины возникновения электромагнитного поля, например, движущегося электрического заряда. Это, а также то, является ли заряд, создающий поле, неподвижным или движущимся, являются единственными различиями.

Магнитное поле

Область вокруг магнита, где его полюса проявляют силу притяжения или отталкивания, называется магнитным полем. Магнитное поле возникает также при движении электрических зарядов в пространстве или электрическом проводнике.

Формула магнитного поля:

Магнитная сила (B) = μ0/2πr

B = относится к величине магнитного поля в Теслах (Тл)

μ0 = относится к проницаемости свободного пространства (4π ×10−7T⋅м/А)

I = относится к величине электрического тока в амперах (А)

r = относится к расстоянию в метрах (м)

Когда ток проходит через магнитный материал, создается магнитное поле, если игла находится рядом с материалом, при подаче электрического заряда (движение зарядов) игла отклоняется. Область до точки, в которой действует сила магнитного материала, называется магнитным полем

Линия магнитного поля

Движущиеся носители заряда и магнит создают линии магнитного потока, и эти линии называются линиями магнитного поля. Это векторная величина, потому что она имеет как величину, так и направление. Символ B обозначает магнитное поле и измеряется в Теслах или Ньютонах на метр. Вопрос 1

Решение: 

Область вокруг магнита, где его полюса проявляют силу притяжения или отталкивания, называется магнитным полем. Магнитное поле возникает также при движении электрических зарядов в пространстве или электрическом проводнике.

Вопрос 2: Найдите величину магнитного поля на расстоянии 0,10 м от провода, по которому течет ток силой 3,00 А? Кроме того, ток имеет направление вектора вне страницы (или экрана), тогда каково направление магнитного поля?

Решение:

Используя формулу, вычисляем магнитное поле:

B = (4π×10−7T⋅м/A)(3,00A)2π(0,10m)

B = (4π×10−7)(3,00)2π(0,10)

B = (4π×10− 7)(3,00)2π(0,10)T

B = 4π(3,00)2π(0,10)×10−7 T

B = 2(30,0)×10−7 T

B = 60,0×10−7 T

B = 60,0 × 101–7 Тл

B = 60,0 × 10–6 Тл

B = 6,00 мкТл

Электрическое поле

Сила вокруг частицы электрического заряда называется электрическим полем или напряженностью электрического поля. Другими словами, это область вокруг электрического поля, где существует силовая линия. Он имеет величину и направление. Следовательно, это векторная величина. Символ Е обозначает электрическое поле и измеряется в ньютонах/кулонах.

Формула электрического поля = сила/заряд

Вопрос 1: Что вы понимаете под термином «электрическое поле»?

Ответ:

Сила вокруг частицы электрического заряда называется электрическим полем или напряженностью электрического поля. Другими словами, это область вокруг электрического поля, где существует силовая линия. Он имеет величину и направление. Следовательно, это векторная величина. Символ Е обозначает электрическое поле и измеряется в ньютонах/кулонах.

Вопрос 2: На заряд 6 мкКл в любой точке действует сила 2 Н. Определить напряженность электрического поля в этой точке.

Решение:

Заданная сила F = 2 Н

Заряд q = 6 мкКл

Формула электрического поля:

Разница между электрическим и магнитным полем   

Сер. 0183 Электрическое поле	Магнитное поле
1.	Это сила вокруг частицы электрического заряда.
2.	Единицей СИ является Вольт/метр или Ньютон/кулон	Единицей СИ является Тесла, (Ньютон × Секунда) / (Кулон × Метр)
Символ 3.	6 90 , «Е»	Символ, используемый для обозначения B
4.	Измеряется электрометром.	Измеряется магнитометром.
5.	Перпендикулярно магнитному полю.	Перпендикулярно электрическому полю.
6.	Индукция при положительном заряде и окончание при отрицательном заряде	Генерация на Северном полюсе и окончание на Южном полюсе.
7.	Линии электрического поля не образуют замкнутого контура.	Магнитная линия образует замкнутый контур.
8.	Отрицательный или положительный заряд.	Северный или Южный полюс.
9.	Сила отталкивания одноименных зарядов и сила притяжения разноименных зарядов.	Сила отталкивания на одноименных полюсах и сила притяжения на противоположных полюсах.
10	Существовать в двух измерениях	Оставаться в трех измерениях
11	Поле может совершать работу (изменяется скорость и направление частиц)	Магнитное поле не может совершать работу (скорость частиц остается постоянной) В статье вы найдете правильное объяснение того, что такое электрическое поле и магнитное поле. Различия были указаны более простым языком для лучшего понимания студентами. Исключительно проверьте объяснение и разработайте свою концептуальную основу в этой теме. Что такое электрическое поле? Электрическое поле или напряженность электрического поля — это сила, окружающая электрически заряженную частицу. Мы также можем сказать, что это область, где существует силовая линия, и эти силовые линии окружают электрическое поле. Эти силовые линии представляют собой воображаемые линии, которые используются для определения области влияния вокруг электрического заряда. Это векторная величина, поскольку она имеет как направление, так и величину. Символом, используемым для обозначения электрического поля, является буква E. Его единицей измерения является Ньютон/Кулон.   Что такое магнитное поле? Область вокруг магнита, в которой действуют силы притяжения или отталкивания полюсов магнита, называется магнитным полем. Когда электрические заряды перемещаются в пространстве или по электрическому проводнику, из-за его движения индуцируется магнитное поле.   Сравнение двух полей 1. Единица измерения Единицей измерения электрического поля является вольт/метр или ньютон/кулон.   Принимая во внимание, что единица измерения магнитного поля: Тесла, (Ньютон × Секунда)/(Кулон × Метр)    2. Обозначение Электрическое поле обозначается буквой E   Магнитное поле обозначается буквой B   3. Формула )   Принимая во внимание, что формула Магнитного поля = Тесла или Вб/м 2   поле.   5. Полюс В электрическом поле существуют монополи (одиночные заряды). В электрическом поле существуют единичные положительные и отрицательные заряды. Для монополей, таких как позитроны и электроны, существуют прямые силовые линии либо по направлению к заряду, либо от него.   В магнитном поле существуют только диполи. Монополей не существует. Это связано с тем, что силовые линии магнитного поля начинаются с северного полюса и заканчиваются на южном полюсе. Следовательно, магнитные поля имеют оба полюса, то есть только диполи.   6. Электрическое поле и магнитное поле перпендикулярны друг другу. Электрическое поле перпендикулярно магнитному полю и наоборот. 7. Линии поля — это воображаемые линии, которые определяют область, в которой действует сила или влияние заряда. Этот заряд может быть электрическим зарядом или магнитным диполем. Силовые линии электрического заряда прямые. Для позиции они направлены наружу, а для электрона — внутрь. Для магнитного диполя они начинаются на северном полюсе и заканчиваются на южном полюсе. 8. Поле – это область влияния вокруг любого заряда или магнита. И электрическое, и магнитное поля являются векторами. У них есть направления и величина. 9. Электрическое поле определяется прямыми силовыми линиями. Они не образуют замкнутых петель. Линии магнитного поля образуют замкнутую петлю, начинающуюся с северного полюса и заканчивающуюся на южном полюсе снаружи магнита. 10. В электрическом поле присутствуют два типа зарядов. Положительный заряд называется позитроном, а отрицательный заряд называется электроном. 11. Сила между зарядами одинакова. Подобное отталкивает подобное. Позитрон отталкивает позитрон, но притягивает электрон. Точно так же северный полюс отталкивает северный полюс, но притягивает южный полюс. 12. В пространственном отношении электрическое поле существует в двух измерениях, тогда как магнитные поля существуют в трех измерениях. 13. Работа совершается полем при попадании частицы в поле его действия. Электрическое поле может совершать работу. Когда частица входит в электрическое поле, электрическое поле может влиять на частицу, изменяя ее скорость, а также направление. Магнитное поле не может совершать работу. Когда какая-либо частица попадает в зону действия магнита, магнитное поле не может повлиять на скорость или направление этой частицы. По сути, работа, совершаемая магнитным полем над частицей, равна нулю.   Кратко об открытии электрона и его разветвлениях Открытие электрона в 1898 году породило целую новую область исследований: природу электрического заряда и самой материи. Открытие электронов произошло в результате исследования электрических потоков в электронных лампах. Генрих Гайсслер, стеклодув, который помогал немецкому физику Юлиусу Плюкеру, разработал вакуумную трубку в 1854 году. С тех пор и до конца века характеристики электронно-лучевых разрядов тщательно исследовались.   Крукс считал, что лучи состоят из электрически заряженных частиц. В 1898 г. другой английский физик сэр Дж.Дж. Томсон определил катодный луч как поток отрицательно заряженных частиц. Каждый из них имел массу на 1/1836 меньше массы иона водорода. Открытие Томсона подтвердило твердую природу заряда; его частицы в конечном итоге были названы электронами. Разница между электрическим и магнитным полем [Обновлено в 2022 г. ] Последнее обновление: 1 сентября 2022 г. / By Piyush Yadav / Факт проверен / 5 минут Электрические и магнитные поля образуются в результате отталкивания и притяжения электрических зарядов. Магнитные поля линий создаются движением электрических зарядов вокруг магнитной силы. Магнитное поле направлено линиями. Электрическое поле обычно создается стационарными зарядами. При этом положительные заряды приближаются друг к другу, а отрицательные отдаляются друг от друга. Электрическое и магнитное поле Основное различие между электрическим и магнитным полями заключается в том, что электрическое поле создается вокруг частицы статического заряда, которая может быть положительной или отрицательной. Но магнитное поле генерируется вокруг полюсов, которые могут быть южным или северным полюсом магнита. Электрическое поле возникает из-за электрических зарядов, а магнитное поле возникает из-за постоянных магнитов. Электрическое поле — это такое поле, которое окружает электрические заряды, которые могут быть положительными или отрицательными и которые воздействуют на два объекта силой, притягивая или отталкивая их. Если объекты заряжены соответствующим образом (положительно-положительно), они будут отталкиваться. Но если они противоположно заряжены (положительно-отрицательно), они будут притягиваться друг к другу. Магнитное поле представляет собой область вокруг магнита, в которой силы притяжения и отталкивания проявляются полюсами магнита, а электрические заряды перемещаются благодаря силе магнетизма. Эта сила магнетизма действует на электрически заряженную частицу, которая зависит от величины, скорости и напряженности магнитного поля. Сравнение Таблица между электрическим и магнитным полем Параметры сравнения Электроэлектрическое поле Magnetic Поле Magnetic Поле Magnetic Поле Magnetic Поле . Область вокруг магнита, где северный и южный полюса проявляют силу притяжения или отталкивания. Природа Генерирует вокруг электрические заряды. Генерируется вокруг полюсов магнита. Symbol Its symbol is E Its symbol is B Units Newton per coulomb Tesla Dimensions Two dimensions Three dimensions Pole Монополь Диполь Что такое электрическое поле? Электрическое поле окружено электрически заряженными частицами, которые воздействуют на все другие заряженные частицы, способные притягивать или отталкивать их. Производится единичным полюсным зарядом, который может быть отрицательным или положительным. Это система заряженных частиц. Электрическое поле возникает из-за электрических зарядов или из-за изменяющихся во времени магнитных полей. Направление поля определяется как направление силы, действующей на положительный заряд. Электрические силовые линии выходят за положительный заряд и движутся к отрицательному заряду. Типы электрического поля: ·    Однородное электрическое поле : Поле, которое является постоянным в каждой точке при размещении двух проводников параллельно друг другу, а разность потенциалов остается неизменной, называется однородным электрическим полем. ·    Неоднородное электрическое поле : Поле, которое неоднородно в каждой точке и имеет различную величину и направление, называется неоднородным магнитным полем. В электрическом поле силовые линии никогда не пересекаются друг с другом. Они всегда перпендикулярны магнитному полю линий. Когда линии поля близки друг к другу, поле сильное. Но когда линии расходятся, силовые линии становятся слабыми. Силовые линии всегда прямо пропорциональны величине заряда. Электрические поля всегда начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом. Но если какой-либо заряд единичный, то они начинаются или заканчиваются на бесконечности. Линейные кривые в электрическом поле непрерывны в свободной от заряда области. А линии электрических полей всегда измеряются в двух измерениях. Что такое магнитное поле? Магнитное поле представляет собой область движущегося электрического заряда, на которую действует сила магнетизма. Действие магнетизма происходит только при наличии магнитного поля. Магнитные поля — это линии, которые генерируются вокруг двух полюсов магнита, то есть Северного полюса и Южного полюса. Это происходит из-за притяжения или отталкивания сил. Магнитное поле всегда представлено параллельными прямыми или силовыми линиями. Компактность линий представляет величину поля. Эти непрерывные линии проходят с севера на юг, образуя замкнутый контур. Однако магнитное поле можно объяснить двумя способами: ·    Вектор магнитного поля : Математически магнитное поле можно описать как векторное поле. Вектор поля представляет собой набор многих векторов, и каждый отдельный вектор указывает направление, которое указывает компас. Его длина зависит от силы магнитного поля. ·    Линии магнитного поля : Линии магнитного поля используются для представления магнитного поля. Это указывает на величину поля. Магнитные поля вблизи полюсов магнита сильнее, чем магнитные поля вдали от полюсов.   Основные различия между электрическим и магнитным полем  Электрическое поле создает заряд в окружающей среде, в то время как магнитное поле создает заряд вокруг движущихся магнитов. Электрическое поле прямо пропорционально электрическому заряду. С другой стороны, магнитное поле пропорционально скорости заряда. Электрические поля линий всегда перпендикулярны магнитному полю, но магнитные поля линий образуют угол 90 градусов с линиями электрического поля. Электрометр — это прибор, измеряющий линии электрического поля, а магнитометр измеряет магнитное поле. Электрическое поле измеряется в ньютонах на кулон, тогда как магнитное поле измеряется в Теслах. Заключение Формирование электрических полей и магнитных полей является результатом сближения (притяжения) и удаления (отталкивания) электрических зарядов. Однако заряд генерирует электрическое поле, а магнитное поле генерируется за счет северного и южного полюсов магнита. Движущийся электрический заряд создает магнитное поле и оказывает магнитное воздействие на другие действующие заряды. Тогда электрическое поле линий прямо пропорционально колебаниям, а магнитное поле опирается на линии, создаваемые магнитом. Кроме того, электрические поля формируются вокруг электрических зарядов и указывают направление и величину силы заряда, а линии магнитного поля указывают графическое изображение направления магнитного поля. Ссылки https://science.sciencemag.org/content/218/4575/916. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт