ОБРАЗОВАНИЕ В МОСКВЕ

Информация, адреса, документы, отзывы ...

Образование в Москве - от детского сада до Университета. Информация, адреса, обзоры, документы, отзывы
Образование в средних учебных заведениях. Обзоры лучших государственных и частных школ.
Калейдоскоп

Что мы видим в этом мире?

График видимого света

Около 80—90% информации об окружающей среде мы получаем благодаря зрению. Зрение позволяет нам улавливать электромагнитное излучение в диапазоне от 380 до 760 нанометров (I нм = 10 9 м). Мы называем его светом. Однако видимый свет — это лишь узкая полоска в широком спектре существующего электромагнитного излучения.

Всё электромагнитное излучение имеет одинаковую природу. Оно возникает при ускоренных, в том числе колебательных движениях электрически заряженных частиц, а также при изменении состояний электронов в атомах. Примером такого движения служит переменный ток в антеннах.

 

Волновой диапазон электромагнитного излучения

 

Электромагнитные волны представляют собой переменные электрические и магнитные поля, порождающие друг друга и способные благодаря этому распространяться в пространстве независимо от источника. Это поперечные волны: колебания электрического и магнитного полей в них происходят в плоскости, перпендикулярной направлению движения.

 

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме составляет около 300 000 км/с (мы называем её скоростью света).

 

Однако природа электромагнитных волн не так проста, что проявилось в более чем двухсотлетнем споре волновой концепции света с корпускулярной, согласно которой свет представляет собой поток частиц, названных в XX веке фотонами.

 

Обе концепции объединил в 1923 году французский физик Луи де Бройль. Появилось понятие корпускулярно - волнового дуализма, согласно которому любой объект, в том числе и свет, может вести себя и как частица, и как волна.

 

На этом интересные явления, связанные с электромагнитными волнами, не заканчиваются. Сейчас, например, физики используют так называемый сжатый свет для увеличения точности измерений.

 

Дело в том, что из-за квантовых эффектов никакой источник электромагнитных волн не бывает стабильным. Соответствующие изменения параметров излучения называют квантовым шумом. Более того, подобный шум существует в вакууме даже при отсутствии излучения.

 

Александр Львовский, один из самых известных в мире учёных в области квантовой физики, профессор университета Калгари (Канада), называет его "вакуумный шум света".

 

Этот шум препятствует, например, точным измерениям с помощью интерференции, которые использовались при обнаружении гравитационных волн. Случайные изменения фазы сбивают интерференционную картину.

 

Лаборатория Львовского занимается «гашением» мешающего шума с помощью сжатия света.

 

Оказывается, можно добавить фотонов, но при этом шум электромагнитной волны уменьшится. Это одно из парадоксальных явлений квантовой физики.

 

Исследованный спектр электромагнитного излучения с длинами волн от 10 -6 до 10 5 м в зависимости от длины волны (частоты) условно разделяется на несколько диапазонов:

  • радиоволны,
  • микроволны,
  • инфракрасные лучи,
  • видимый свет,
  • ультрафиолетовые лучи,
  • рентгеновские лучи и
  • гамма-лучи.

 

Чётких границ между диапазонами нет.

 

Ещё в 1920-х годах стало известно, что невидимые электромагнитные волны влияют на нервную систему живых существ.

 

Русский физиолог Василий Данилевский провёл серию экспериментов с препаратом лягушачьей лапки и электромагнитным полем. Он помещал оголённый нерв в переменное электромагнитное поле. В результате лапка сокращалась в течение нескольких минут под воздействием излучения, которое оставалось невидимым для человеческого глаза.

 

Электромагнитные волны инфракрасного диапазона имеют длины волн больше, чем у видимого света, они "краснее".

 

Человек ощущает их как тепло и может фиксироватьпри помощи специального прибора — тепловизора. Однако не стоит называть это излучение теплом, поскольку оно имеется у объектов, начиная с -273.15 градуса по Цельсию. Заметим, что на экране тепловизора объекты, излучающие в инфракрасном диапазоне, красными не будут, их цвет зависит от типа прибора и температуры.

 

Ещё один диапазон электромагнитного излучения, которое мы не видим, хотя и сталкиваемся с ним ежедневно, — радиоволны.

 

Обычно к ним относят длины волн более 1 см, однако современные системы связи могут использовать значительно меньшие длины волн, вплоть до 0.1 мм. что уже относится к инфракрасному диапазону. Естественные их источники в природе — молнии и различные астрономические объекты.

 

За последнее столетие появилось множество искусственных источников радиоволн: системы радио и телевещания, навигационные системы, спутники связи, транспорт, компьютерные, сотовые и стационарные телефонные сети. Поэтому, как только мы приближаемся к мегаполису, то сразу попадаем в сложный "коктейль" электромагнитных полей.

 

Биологам и экологам пока немного известно о влиянии электромагнитного излучения радиодиапазона на человека и окружающую среду, ведь в ходе эволюции жизни на Земле оно возникало лишь эпизодически, например во время гроз. Безопасные нормы электромагнитного излучения введены скорее умозрительно, чем по объективным показателям.

 

Так, на территории Москвы норма, принятаяв 1984 году, составляет 10 мкВт/см?. Но ведь тогда о сотовой связи ещё не было и речи, а едва ли не единственными источниками мощного электромагнитного излучения были одиночные радиотехнические объекты связи и вещания.

 

Сегодня всё выглядит иначе — в России установлено почти 2 миллиона (1 929 000) базовых станций сотовой связи, из них четверть— в Центральном федеральном округе (511 686 на 2016 год). Влияет ли это на человека и какие ещё существуют виды излучений, которые без специальных приборов увидеть невозможно?