Электромагнитные волны диапазона радиочастот
В гигиенической практике часто приходится встречаться с разными классификациями электромагнитной энергии радиоволн, например: длинные и средние радиоволны, короткие, ультракороткие волны, микроволны или высокие частоты, ультравысокие частоты, сверхвысокие частоты; часто можно встретить название «токи высокой частоты».
Все эти определения правильны, ими можно пользоваться, выражая электромагнитные колебания либо в величинах длины волны — миллиметрах, сантиметрах, дециметрах, метрах, сотнях метров, либо в величинах частоты колебаний — герцах, килогерцах, мегагерцах (табл. 21).
Зная длину волны, можно по формуле определить, какая частота колебаний ей соответствует, и, наоборот, зная частоту колебаний, можно определить соответствующую ей длину волны:
λ= 300 000/f
где X — длина волны; f — частота колебаний; 300 000 — скорость распространения света в километрах за секунду.
Радиоволны находят широкое применение в промышленности, науке, технике. Так, электромагнитные волны высокой частоты используются для термической обработки металлов в переменном высокочастотном магнитном поле — индукционный нагрев (закалка, напайка, плавка и др.); для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сушка древесины, литейных стержней, нагрев пластмассы, сварка пластиков, склейка деревянных изделий), в радиосвязи, физиотерапии и т. д.
Электромагнитные волны диапазона ультравысокой частоты также применяются для сварки пластикатов, в радиосвязи, физиотерапии.
Микроволны — электромагнитные волны сверхвысокой частоты — используются для целей радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиорелейных линий связи, радиоспектроскопии, ядерной физики, радиосвязи, физиотерапии и т. д.
Спектр электромагнитных радиоволн | |||||||
длинные | средние | короткие | ультракороткие | микроволны | |||
дециметровые | сантиметровые | миллиметровые | |||||
Длина волны | Больше 3000 м | 100 м | 100—10 м | 10—1 м | 1 м—10 см | 10—1 см | 1 см—1 мм |
Частота колебаний | Меньше 100 кГц | 3 МГц | 3—30 МГц | 30—300 МГц | 300—3000 МГц | 3 000—30 000 МГц | 30 000—300 000 МГц |
Высокая частота (ВЧ) | Ультравысокая частота (УВЧ) | Сверх высокая частота (СВЧ) |
Источники излучения. Электромагнитные волны в диапазоне радиочастот создаются специальными устройствами — ламповыми генераторами, которые преобразуют энергию постоянного тока в энергию переменного тока высокой частоты, который отличается от промышленного тока числом периодов изменений в секунду, т. е. частотой.
Источниками полей высокой и ультравысокой частоты в рабочем помещении могут быть неэкранированные элементы колебательного контура, высокочастотный трансформатор, батарея конденсатора, линии передачи энергии (фидерные линии), индуктор или рабочий конденсатор. Основными источниками излучения энергии сверхвысокой частоты в рабочее помещение являются антенные устройства, отдельные неэкранированные СВЧблоки (магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, лампы обратной волны и т. д.); энергия проникает также через неплотности в сочленениях, щели в экранах и др.
Единицы измерения. Интенсивность облучения в диапазоне электромагнитных волн радиочастот выражают в разных единицах. Это связано с тем, что при работе с источниками длинных, средних, коротких и ультракоротких волн рабочие места находятся в зоне индукции, т. е. на расстоянии от источника излучения, меньшем чем 1/6 длины волны; в зоне индукции составляющие электрического и магнитного полей не находятся в строгом соотношении и поэтому напряженность поля определяется раздельно: напряженность электрического поля Е (вольт на метр) и магнитного Н (ампер на метр).
Для измерения напряженности ВЧ и УВЧ поля пользуются прибором ИЭМП-1. В случае применения источников микроволн (дециметровых, сантиметровых, миллиметровых) рабочие места находятся в волновой зоне, т. е. на расстоянии от источника излучения значительно большем, чем длина волны. В волновой зоне электромагнитное поле сформировано, распространяется в виде бегущей волны, и интенсивность облучения оценивается по плотности потока мощности (ППМ), выраженной в милливаттах на 1 см2 или микроваттах на 1 см2 (мВт/см2, мкВт/см2). Для измерения ППМ пользуются прибором ПО-1.