Этот вопрос имеет практическую направленность поскольку с ним связаны вопросы экранирования защищаемых электромагнитных полей, распространения радиоволн по подземным и подводным радиотрассам, электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и оценка поверхностного эффекта (скин-эффекта) высокочастотных токов, протекающих в проводящих средах.
Если на металлическую пластину, т.е. реальный проводник σ 
падает ЭМВ,то её поле частично проникает в металл (проводящую среду). Энергия этой прошедшей волны по мере проникновения в металл уменьшается, и поле 
описывается выражением для среды
с потерями:
(ƶ,t) = m(0) 
(3.22)
Из формулы следует, что амплитуда поля с увеличением ƶ, т.е. глубины проникновения, убывает по закону ( рис. 3.15).
Рисунок 3.15– Проникновение ЭМП в проводящую среду
Обозначим толщину слоя металла, пройдя которую амплитуда ЭМП убывает в eраз через ∆ и будем называть её глубиной проникновения поля в металл. Величину ∆ определим из:
e = 
= 
,(3.23)
Можно показать, что коэффициент затухания в реальном
α= (3.24)
Тогда, глубина проникновения поля в металл запишется:
∆= (3.25)
Расчеты, выполненные для реальных проводников таких как серебро, медь, золото, алюминий, показывают, что величина ∆ очень мала. Так для серебра (σ = 6,25· См/м)
при длине волны облучающего поля 3 см, т.е. ⨍ = 10 ГГц, глубина проникновения поля ∆ составляет всего 1,9 мкм. Таким образом, СВЧ ток протекает не по всему сечению проводника, а по тонкому поверхностному слою (скин-эффект, «skin» с англ. «кожа»). Причем чем выше частота электромагнитных колебаний, тем тоньше проводящий слой, в котором течет высокочастотный ток.
3.5.5. Логарифмические единицы ослабления[3]
Убывание амплитуды поля с расстоянием принято характеризовать логарифмическими единицами ослабления.
Ослаблению в 1 Нп (непер) соответствует такое расстояние ƶ = ∆, на котором амплитуда напряженности поля прошедшей волны уменьшается в ераз.
Ослаблению в 1 Б (бел) соответствует такое расстояние, на котором мощность волны уменьшается в 10 раз. Единица, в десять раз меньшая 1 Б, называется децибелом (1 Б = 10 дБ).
Число 20 lgе= 8,69дает соотношение между обеими единицами измерения:
1 Нп 8,69 дБ.
Контрольные вопросы
1.Какая среда называется идеальным диэлектриком?
3.Запишите решение волнового уравнения в случае идеального диэлектрика для вектора .
4.Запишите и поясните выражение для фазовой скорости.
5.Что являетсяхарактерным признаком волнового процесса?
6.Поясните параметры волнового процесса.
7.Дайте определение поляризации электромагнитной волны.
8.Какие виды поляризации электромагнитной волны Вы знаете?
9.Сформулируйте условия получения круговой поляризации.
10.Записать и пояснить смысл выражений для векторов 
и в среде с потерями.
11.Пояснить основные особенности плоских волн в среде с потерями:
12.Чем отличается вид ЭМВ, распространяющейся в среде с потерями вдоль оси Оz ,от ЭМВ, распространяющейся в среде без потерь?
13.Сформулируйте законы Снеллиуса.
14.Пояснить смысл коэффициентов отражения и преломления ЭМВ.
15.Как распространяетсяв пространстве возле идеально проводящей поверхности ЭМВ?
16. Что такое глубина проникновения электромагнитного поля в проводящую среду?
17. От чего зависит величина ∆?
Читайте также: Код окпд 2 углеродная ткань
18. Что такое поверхностный эффект (скин-эффект)?
19. Поясните основные единицы ослабления электромагнитного поля.
Электронная библиотека
Длительное действие ЭМП промышленной частоты приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной областях, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ.
Воздействие электростатического поля (ЭСП) – статического электричества – на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т.д.
Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.
Магнитные поля могут быть постоянными (ПМП) от искусственных магнитных материалов и систем, импульсными (ИМП), инфранизко-частотными (с частотой до 50 Гц), переменными (ПеМП). Действие магнитных полей может быть непрерывным и прерывистым.
Степень воздействия магнитного поля (МП) на работающих зависит от максимальной напряженности его в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от
расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либо субъективных воздействий ПМП не вызывают. При действии ПеМП наблюдаются характерные зрительные ощущения, которые исчезают в момент прекращения воздействия.
При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофические нарушения, как правило, в областях тела, находящегося под непосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущением зуда, бледностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).
Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излучении (ЭМИ) составляют ЭМП радиочастот (3 Гц – 3000 ГГц), меньшую часть – колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучения). В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения ткани организмов проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик.
С учетом радиофизических характеристик условно выделяют пять диапазонов частот:
1) от единиц до нескольких тысяч Гц;
2) от нескольких тысяч до 30 МГц;
Читайте также: Замените словосочетание ткань в полоску
Действующим началом колебаний первого диапазона являются протекающие токи соответствующей частоты через тело как хороший проводник; для второго диапазона характерно быстрое убывание с уменьшением частоты поглощения энергии, а следовательно, и поглощенной мощности; особенностью третьего диапазона является «резонансное» поглощение.
У человека такой характер поглощения возникает при действии ЭМИ с частотой, близкой к 70 МГц; для четвертого и пятого диапазонов характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.
В целом по всему спектру поглощение энергии ЭМИ зависит от частоты колебаний, электрических и магнитных свойств среды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур.
В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения:
4) облучение, осуществляемое в лечебных целях.
По характеру облучения различают общее и местное облучение.
Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура окружающего воздуха, свыше 28 °С, наличие рентгеновского излучения). Наряду с интенсивностно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный или смешанный) и условия облучения. Установлено, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных.
Биологические эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. Следствием поглощения энергии ЭМП является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с определенного предела организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться.
Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (для глаз, мозга, почек, желудка, желчного и мочевого пузырей). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц – 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см 2 . Помимо катаракты при воздействии ЭМИ возможны ожоги роговицы.
Для длительного действия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с не резко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМИ происходит стойкое снижение работоспособности.
Читайте также: Шелк натуральный состав ткани
В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активность микроволнового СВЧ-поля в сравнении с ВЧ- и УВЧ-полем.
Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального давления.
Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00
Глубина проникновения в ткани организма ЭМИ дециметрового диапазона составляет:
Биологическое действие ЭМИ с увеличением расстояния от его источника изменяется:
При попадании на поверхность тела человека СВЧ ЭМИ отражается следующее количество энергии:
При попадании на поверхность тела человека поглощается следующее количество энергии:
К ЭМИ СВЧ-диапазона наиболее чувствительна:
Термический эффект ЭМИ СВЧ-диапазона наиболее выражен в ткани:
с быстрой циркуляцией крови
с медленной циркуляцией крови
с циркуляцией биологических жидкостей
Термический эффект ЭМИ СВЧ-диапазона развивается при интенсивности ЭМИ:
Термический эффект ЭМИ СВЧ-диапазона наиболее выражен в ткани:
содержащей много жидкости
Специфическим действием ЭМИ СВЧ-диапазона называют:
Наибольшей биологической активностью обладают волны:
Глубина проникновения электромагнитной волны равна:
Наименьшей биологической активностью обладает диапазон СВЧ ЭМИ:
Биологическая эффективность ЭМИ определяется:
плотностью потока энергии
Плотность потока энергии измеряется в:
Глубиной проникновения называется расстояние, на котором интенсивность волны убывает в:
Теория, объясняющая тепловое действие СВЧ ЭМИ предполагает:
ЭМП с высокой частотой действует на диполи воды и приводит к их интенсивным колебаниям
Диполи передают часть энергии окружающим молекулам
Энергия СВЧ ЭМП переходит в тепловую за счет интенсивных колебаний биологических молекул
В облученном участке увеличивается циркуляция крови
Механизм физического действия ЭМИ заключается в:
создает электрический заряд
действует на уже имеющиеся свободные заряды
приводит к интенсивным колебаниям молекулы, имеющие заряд
приводит к изменению электронной орбиты электронов
Теория «точечного» нагревания предполагает:
некоторые микроструктуры клетки могут нагреваться значительно быстрее, чем рядом расположенные
ориентация вдоль силовых линий электромагнитного поля твердых частиц или капелек жидкости
резонансное поглощение энергии белками в соответствии с частотой СВЧ ЭМП
Изменение проницаемости клеточных мембран
В механизме специфического действия СВЧ ЭМП на живой организм важную роль играют:
Изменения калий-натриевого градиента клетки
Нарушения нервнорефлекторной и гуморальной регуляции функций внутренних органов
Нарушения в информационно-управленческой деятельности организма
Интенсивные колебания диполей воды под действием ЭМП
Специфические приспособительные реакции, направленные на борьбу с перегреванием:
повышение двигательной активности
выброс тиреотропного гормона
Неспецифические приспособительные реакции заключаются в
стимуляция рефлекторной деятельности ЦНС
стимуляция желез внутренней секреции
активизация обмена веществ
локальное расширение сосудов
Этапы формирования поражений СВЧ ЭМИ:
функциональные изменения в клетках
изменение рефлекторно-гуморальной регуляции внутренних органов и обмена веществ
стимуляция желез внутренней секреции
органические изменения внутренних органов
повышение двигательной активности
Тяжелую степень острого поражения СВЧ-полем от средней степени отличает:
выраженность нарушения зрения
степень подъема артериального давления
Дата добавления: 2018-09-22 ; просмотров: 426 ; Мы поможем в написании вашей работы!
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности
Мастерица © 2023
Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер