🗊Презентация Электрическое и электромагнитное поле Земли

Дисциплина «ОСНОВЫ ГЕОФИЗИКИ» Лекция 5 Электрическое и электромагнитное поле Земли

Электрическое поле Земли является составной частью единого электромагнитного поля и имеет собственные источники тока. Электрическое поле Земли является составной частью единого электромагнитного поля и имеет собственные источники тока. Связь между электрическим и магнитным полем в определенной мере зависит от интенсивности изменений электромагнитного поля, так как напряженность одного поля, возбуждаемая изменениями другого, пропорциональна скорости этих изменений.

Электрическое поле Земли состоит из двух полей: электрического поля атмосферы и электрического поля земной коры и во многом определяется, электрическими свойствами веществ, слагающих геосферы Земли. Выделяют внешние и внутренние источники электромагнитных полей.

Источники естественного электромагнитного поля Земли 1. Внешние источники (электрические процессы в ионосфере и магнитосфере)

Атмосферное электричество или электростатическое поле Земли представляется в виде гигантского конденсатора, проводящими обкладками которого являются земная поверхность и слой ионосферы. При этом, ионосфера имеет положительный заряд, а литосфера совместно с гидросферой – отрицательный. Разность потенциалов между ионосферой и поверхностью Земли составляет 300 кВ.

Генераторы 2-го порядка являются извержения вулканов и пылевые бури, снежные метели, промышленные выбросы. Генераторы 2-го порядка являются извержения вулканов и пылевые бури, снежные метели, промышленные выбросы.

Источники естественного электромагнитного поля Земли 2. Внутренние источники (физико-химические процессы в земной коре) Помимо перечисленных естественных переменных электромагнитных полей, в верхней части литосферы возникают естественные постоянные электрические поля вследствие электрохимических и электрофизических процессов в результате которых на границах разделов геологических (природных) сред возникают двойные электрические слои. К таким процессам относятся: - фильтрация, - диффузия, -окислительно-восстановительные процессы

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 1) ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 2) ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 3) окислительно-восстановительные процессы

Электрические свойства земной коры, мантии и ядра характеризуются: Электрические свойства земной коры, мантии и ядра характеризуются: 1) удельной электрической проводимостью, или удельной электропроводностью, 2) удельным электрическим сопротивлением , 3)относительной диэлектрической проницаемостью, 4) электрохимической активностью, 5) поляризуемостью и другими показателями. Эти параметры изменяются во времени и в пространстве и имеют неодинаковые значения во внутренних геосферах Земли.

Электропроводимость σ, – это способность вещества переносить электрические заряды под влиянием внешнего электрического поля. Электропроводимость σ, – это способность вещества переносить электрические заряды под влиянием внешнего электрического поля. Единицей измерения σ является См/м. Электрическое сопротивление ρ, (обратная величина электропроводности – 1/ σ) Единицей измерения ρ – Ом·м. Эти величины являются наиболее важными и лучше всего изученными характеристиками веществ геосфер.

По величине удельного электрического сопротивления все природные вещества подразделяют на три группы: По величине удельного электрического сопротивления все природные вещества подразделяют на три группы: 1) проводники (10-4–10-1 Ом·м), (медь, серебро, алюминий и др.) 2) полупроводники (10-1–106 Ом·м) (графит, кремний, германий и др.) 3) диэлектрики ( более 106 Ом·м). (слюда, эбонит, кварц и др.),

Отдельной группой полей следует считать электромагнитные поля техногенного происхождения: 1) поля дальних-ближних радиостанций, 2) поля теле- и радиокоммуникаций, линий ЛЭП, 3) поля переизлучений от всевозможных трубопроводов и т.д.

Электромагнитное поле (ЭМП) - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Все живое на Земле существует в электромагнитном поле, вне его жизнь невозможна (рисунок 1).

Вследствие научно-технического прогресса электромагнитный фон Земли в настоящее время не только увеличился, но и претерпел качественные изменения. Вследствие научно-технического прогресса электромагнитный фон Земли в настоящее время не только увеличился, но и претерпел качественные изменения. Появились электромагнитные излучения таких длин волн, которые имеют искусственное происхождение в результате техногенной деятельности (например, миллиметровый диапазон длин волн и др.). Спектральная интенсивность некоторых техногенных источников электромагнитного поля может существенным образом отличаться от эволюционно сложившегося естественного электромагнитного фона, к которому привыкли человек и другие живые организмы биосферы.

Основные источники ЭМП делятся на две группы: Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц): Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц):

Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц) Эта группа включает в себя все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные кабельные системы), домашнюю и офисную электро- и электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный транспорт. Уже сегодня электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется в результате автомобильного движения. Электромагнитные волны, возникающие при движении транспорта, создают помехи теле- и радиоприему, а также могут оказывать вредное воздействие на организм человека.

Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц): К этой группе относятся функциональные передатчики - источники электромагнитного поля в целях передачи или получения информации. Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение, судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом)

Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и импульсные поля, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.).

Электромагнитный спектр - ряд форм электромагнитного излучения, расположенных по порядку величин их частот или длин волн Диапазоны электромагнитного излучения 1 Радиоволны 2. Инфракрасное излучение (Тепловое) 3. Видимое излучение (Оптическое) 4. Ультрафиолетовое излучение 5. Жёсткое излучение

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту и длину волны. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту и длину волны. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Особенностями электромагнитных волн являются наличие трёх взаимноперпендикулярных векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H. Электромагнитные волны - это поперечные волны (волны сдвига), в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том, числе и через вакуум. Общим для всех видов излучений является скорость их распространения в вакууме, равная 300 000 000 метров в секунду.

Действие электромагнитных полей на человека Обширные исследования электромагнитных полей проводились уже давно. Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном действии магнитных и электромагнитных полей, было предложено ввести новое нозологическое заболевание “Радиоволновая болезнь” или “Хроническое поражение микроволнами”. В дальнейшем, работами ученых было установлено, что, во-первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к электромагнитному полю, и, во-вторых, что электромагнитное поле обладает так называемым информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта.

Нервная система одна из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов, на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности: -память у людей, имеющих контакт с ЭМП. -склонность к развитию стрессовых реакций.

У работающих за компьютером от 2 до 6 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем в контрольных группах, болезни сердечно-сосудистой системы - в 2 раза чаще, болезни верхних дыхательных путей - в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата - в 3,1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношения здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.