Защо микровълните са опасни за хората? Мощно и опасно микровълново оръжие е скрито в микровълновата фурна.
Преглеждания: 5252
Опасна ли е микровълновата фурна за човешкото здраве: истина или мит?
Когато микровълновите фурни се появиха за първи път, те бяха наречени на шега ергенски уред. Ако следвате това твърдение, то е вярно за първото поколение кухненски уреди. В днешно време обаче микровълновите фурни са оборудвани с редица функции и уникални характеристики, които заслужават уважение. Много е лесно да управлявате устройството с помощта на процесор, който работи в съответствие с зададените параметри. Ето защо е важно да се запознаете с всички нюанси на тази техника, за да сте сигурни какъв е ефектът й върху човешкото тяло.
Характеристики на физическото представяне
През последните няколко години можете да видите бум на микровълновите фурни. Вредата от микровълновата фурна не е мит, а строга реалност, която е доказана от лекари и учени. Това мнение е подкрепено от материали, чиито научни доказателства потвърждават Отрицателно влияниемикровълнова върху човешкото тяло. Многогодишно растение Научно изследванелъчение от микровълнови фурни установи нивото на вредни ефекти върху човешкото здраве.
Ето защо е важно да се придържате към правилата технически средствасигурност или ОПС. Защитните мерки ще помогнат за намаляване на силата на патогенното влияние на микровълновото лъчение. Ако нямате възможност да осигурите оптимална защита при използване на микровълнова фурна за приготвяне на храна, вие сте гарантирани вредни ефекти върху тялото. Много е важно да знаете основите на TSO и да ги прилагате при работа в микровълнова фурна.
Ако си припомним основния курс по физика в училищната програма, можем да установим, че ефектът на нагряване е възможен поради действието на микровълновото лъчение върху храната. Дали можете да ядете такава храна или не е доста труден въпрос. Единственото нещо, което може да се каже е, че такава храна не е от полза за човешкото тяло. Например, ако готвите печени ябълки в микровълнова фурна, те няма да донесат никаква полза. Печените ябълки са изложени на електромагнитно излъчване, което работи в определен микровълнов диапазон.
Източникът на излъчване на микровълновите фурни е магнетрон.
Честотата на микровълновото излъчване може да се счита за в диапазона от 2450 GHz. Електрическият компонент на такова излъчване е ефектът върху диполната молекула на веществата. Що се отнася до дипола, това е вид молекула, която има противоположни заряди в различни краища. Електромагнитното поле е в състояние да завърти този дипол на сто и осемдесет градуса за една секунда най-малко 5,9 милиарда пъти. Тази скорост не е мит, така че причинява триене на молекулите, както и последващо нагряване.
Микровълновото лъчение може да проникне на дълбочина по-малка от три сантиметра; последващото нагряване се осъществява чрез пренос на топлина от външния слой към вътрешния. Най-яркият дипол се счита за водна молекула, така че храната, която съдържа течност, се нагрява много по-бързо. Молекулата на растителното масло не е дипол, така че не трябва да се нагрява в микровълнова фурна.
Дължината на вълната на микровълновото лъчение е около дванадесет сантиметра. Такива вълни се намират между инфрачервените и радиовълните, така че имат подобни функции и свойства.
Опасност от микровълнова печка
Човешкото тяло е в състояние да бъде изложено на голямо разнообразие от радиация, така че микровълновата фурна не е изключение. Можете да спорите дълго време дали такава храна е полезна или не. Въпреки огромната популярност на този кухненски уред, вредата от микровълновата фурна не е измислица или мит, така че трябва да се вслушате в съветите на TSO и, ако е възможно, да откажете да работите с тази печка. По време на употреба трябва да следите състоянието на индикатора.
Ако нямате възможност да защитите тялото си от вредна енергия, можете да използвате висококачествена защита, основите на TSO, за да защитите собственото си здраве.
Първо, трябва да разберете риска, който може да представлява радиацията от микровълновата фурна. Много диетолози, лекари и физици са въвлечени в неспокоен дебат относно храната, приготвена по този начин. Обикновените печени ябълки няма да донесат никаква полза, тъй като са изложени на вредна микровълнова енергия.
Ето защо всеки човек трябва да се запознае с възможните негативни последици за здравето. Най-голямата вредаот микровълнова фурна за здравето се появява под формата на електромагнитно излъчване, което идва от работеща фурна.
За човешкото тяло отрицателен страничен ефект може да бъде деформация, както и преструктуриране и разрушаване на молекули и образуване на радиологични съединения. С прости думи, има непоправима вреда за здравето и общото състояние на човешкото тяло, тъй като се образуват несъществуващи съединения, които се влияят от свръхвисоки честоти. Освен това можете да наблюдавате процеса на йонизация на водата, който трансформира нейната структура.
Според някои изследвания такава вода е много вредна за човешкото тяло и всички живи същества, тъй като става мъртва. Например, когато поливате живо растение с такава вода, то просто ще умре в рамките на една седмица!
Ето защо всички продукти (дори печени ябълки), които са термично обработени в микровълнова фурна, стават мъртви. Според тази информация можем да обобщим накратко, че храната от микровълновата има неблагоприятен ефект върху здравето и състоянието на човешкия организъм.
Няма обаче точни доказателства, които да потвърдят тази хипотеза. Според физиците дължината на вълната е много къса, така че не може да предизвика йонизация, а само нагряване. Ако вратата се отвори и защитата не работи, което изключва магнетрона, тогава човешкото тяло изпитва въздействието на генератора, което гарантира увреждане на здравето, както и изгаряния на вътрешните органи, тъй като тъканта се унищожава и изпитва сериозни стрес.
За да се защитите, защитата трябва да бъде на най-високо ниво, така че е важно да се придържате към базата на TCO. Не забравяйте, че има абсорбиращи обекти за тези вълни и човешкото тяло не е изключение.
Ефект върху човешкото тяло
Според изследванията на микровълновите лъчи, в момента, в който попаднат на повърхността, тъканта човешкото тялоабсорбира енергия, което води до нагряване. В резултат на терморегулацията кръвообращението се засилва. Ако облъчването е общо, тогава няма възможност за моментално отвеждане на топлината.
Кръвообращението има охлаждащ ефект, така че онези тъкани и органи, които са изчерпани от кръвоносни съдове, страдат най-много. По принцип възниква помътняване, както и разрушаване на лещата на окото. Такива промени са необратими.
Тъканта, която съдържа най-голяма абсорбционна способност е голям бройтечности:
- кръв;
- червата;
- стомашна лигавица;
- леща на окото;
- лимфа.
В резултат на това се случва следното:
- ефективността на процеса на обмен и адаптация намалява;
- трансформира щитовидната жлеза, кръв;
- умствената сфера се променя. През годините е имало случаи, при които използването на микровълни предизвиква депресия и склонност към самоубийство.
Колко време отнема да се появят първите симптоми на негативно въздействие? Има версия, според която всички знаци се натрупват за доста дълго време.
Те може да не се появят в продължение на много години. Тогава настъпва критичен момент, когато индикаторът за общо състояние губи позиции и се появява следното:
- главоболие;
- гадене;
- слабост и умора;
- световъртеж;
- апатия, стрес;
- сърдечна болка;
- хипертония;
- безсъние;
- умора и много други.
Така че, ако не спазвате всички правила на базата данни на TCO, последствията могат да бъдат изключително тъжни и необратими. Трудно е да се отговори на въпроса колко време или години са необходими за появата на първите симптоми, тъй като всичко зависи от модела на микровълновата печка, производителя и състоянието на човека.
Мерки за защита
Според TCO въздействието на микровълновата зависи от много нюанси, най-често това са:
- дължина на вълната;
- продължителност на експозиция;
- използване на специфична защита;
- видове лъчи;
- интензитет и разстояние от източника;
- външни и вътрешни фактори.
В съответствие с TSO можете да се защитите, като използвате няколко метода, а именно индивидуални и общи. TCO мерки:
- промяна на посоката на лъчите;
- намаляване на продължителността на експозиция;
- дистанционно;
- състояние на индикатора;
- Защитното екраниране се използва от няколко години.
Ако не е възможно да следвате TSO, можете да гарантирате, че състоянието ще се влоши в бъдеще. Опциите на TCO се основават на функциите на пещта - отражение, както и възможности за абсорбиране. Ако няма защитни мерки, е необходимо да се използват специални материали, които могат да отблъснат неблагоприятния ефект. Такива материали включват:
- многослойни торби;
- шунгит;
- метализирана мрежа;
- работно облекло от метализиран плат - престилка и държач за гърне, пелерина снабдена с очила и качулка.
Ако използвате този метод, тогава няма причина да се притеснявате в продължение на много години.
Ябълки в микровълнова печка
Всеки знае, че печените плодове и зеленчуци са много питателни и полезни, печените ябълки не са изключение. Печените ябълки са най-популярните и вкусен десерт, който се приготвя не само във фурна, но и в микровълнова. Малко хора обаче смятат, че плодовете, изпечени в микровълновата фурна, могат да бъдат вредни.
Печените ябълки съдържат много витамини и хранителни вещества, което им придава по-нежна и сочна текстура. Печените плодове не са вредни, така че е важно да изберете метода на готвене. Както стана известно, печените ябълки в микровълновата не причиняват вреда, тъй като не се йонизират.
С прости думи, печените ябълки са много вкусна, ценна храна, която може да се готви в микровълнова фурна без вреда за здравето. Ако не спазвате правилата за работа и пренебрегвате индикатора, можете да навредите на състоянието си. Печените ябълки се приготвят много лесно, тъй като микровълновата фурна намалява времето за готвене. Индикаторът на дисплея отговаря за всички други функции, така че е важно да го следите.
Важно е! Ако индикаторът не работи, той не може да бъде поправен. Индикаторът е специална LED крушка. Ето защо, благодарение на индикатора, можете да разберете за здравето на устройството.
Отговаряйки на въпроса дали микровълновите фурни са вредни - мит или реалност, можем да кажем със сигурност, че това не е мит. Следвайки предложените препоръки и правила за работа, ще се предпазите от негативни влияния.
Свойства на микровълновите вълни
IN модерен животСвръхвисокочестотните вълни се използват много активно. Погледнете мобилния си телефон - той работи в микровълновия диапазон.
Всички технологии като Wi-Fi, безжичен Wi-Max, 3G, 4G, LTE (Long Term Evolution), Bluetooth радиоинтерфейс с малък обсег, радарни и радионавигационни системи използват ултрависокочестотни (микровълнови) вълни.
Микровълните са намерили приложение в индустрията и медицината. По друг начин микровълновите вълни се наричат още микровълни. Работата на домакинската микровълнова фурна също се основава на използването на микровълново излъчване.
Микровълнова печка- това са същите радиовълни, но дължината на вълната варира от десетки сантиметри до милиметър. Микровълните заемат междинно положение между ултракъсите вълни и инфрачервеното лъчение. Това междинно положение също влияе върху свойствата на микровълните. Микровълновото лъчение притежава свойствата както на радиовълните, така и на светлинните вълни. Например, микровълновото лъчение има качествата на видимата светлина и инфрачервеното електромагнитно лъчение.
LTE мобилна мрежова станция
Микровълните, които имат дължина на вълната от сантиметри, могат да причинят биологични ефекти при високи нива на радиация. Освен това сантиметровите вълни преминават през сгради по-зле от дециметровите.
Микровълновото лъчение може да се концентрира в тесен лъч. Това свойство пряко влияе върху дизайна на приемни и предавателни антени, работещи в микровълновия диапазон. Никой няма да бъде изненадан от вдлъбнатата параболична чиния на сателитната телевизия, която получава високочестотен сигнал, подобно на вдлъбнато огледало, което събира светлинни лъчи.
Микровълните, подобно на светлината, се движат по права линия и се блокират от твърди предмети, подобно на това как светлината не преминава през непрозрачни предмети. Така че, ако разположите локална Wi-Fi мрежа в апартамент, тогава в посоката, където радиовълната среща препятствия по пътя си, като прегради или тавани, мрежовият сигнал ще бъде по-слаб, отколкото в посоката, която е по-свободна от препятствия. .
Излъчването от GSM клетъчни базови станции е доста силно отслабено от борови гори, тъй като размерът и дължината на иглите са приблизително равни на половината от дължината на вълната, а иглите служат като вид приемни антени, като по този начин отслабват електромагнитното поле. Гъстите тропически гори също влияят на отслабването на сигналите на станциите. С увеличаване на честотата, затихването на микровълновото лъчение се увеличава, когато то е блокирано от естествени препятствия.
Оборудването за клетъчни комуникации може да се намери дори на електрически стълбове.
Разпространението на микровълните в свободното пространство, например по повърхността на земята, е ограничено от хоризонта, за разлика от дългите вълни, които могат да обикалят земното кълбо поради отражение в слоевете на йоносферата.
Това свойство на микровълновото излъчване се използва в клетъчните комуникации. Зоната на обслужване е разделена на клетки, в които има базова станция, работеща на собствена честота. Съседната базова станция работи на различна честота, така че близките станции да не си пречат. Следва т.нар повторна употреба на радиочестоти.
Тъй като радиацията на станцията е блокирана от хоризонта, е възможно да се инсталира станция, работеща на същата честота на известно разстояние. В резултат на това такива станции няма да си пречат една на друга. Оказва се, че се запазва радиочестотната лента, използвана от комуникационната мрежа.
Антени за GSM базови станции
Радиочестотен спектъре природен, ограничен ресурс, като нефт или газ. Разпределението на честотите в Русия се извършва от държавна комисияза радиочестоти - SCRF. За да се получи разрешение за разгръщане на мрежи за безжичен достъп, между операторите на мобилни мрежи понякога се водят истински „корпоративни войни“.
Защо микровълновото лъчение се използва в радиокомуникационни системи, ако няма същия обхват на разпространение като например дългите вълни?
Причината е, че колкото по-висока е честотата на излъчването, толкова повече информация може да се предаде с негова помощ. Например, много хора знаят, че оптичният кабел има изключително висока скоросттрансфер на информация, изчислена в терабита в секунда.
Всички високоскоростни телекомуникационни магистрали използват оптични влакна. Носител на информация тук е светлината, чиято честота на електромагнитната вълна е непропорционално по-висока от тази на микровълните. Микровълните от своя страна имат свойствата на радиовълните и се разпространяват безпрепятствено в пространството. Светлинните и лазерните лъчи са силно разпръснати в атмосферата и поради това не могат да се използват в мобилни комуникационни системи.
Много домове имат микровълнова фурна в кухнята си, която се използва за затопляне на храна. Работата на това устройство се основава на поляризационни ефекти микровълново лъчение. Трябва да се отбележи, че нагряването на обекти с помощта на микровълнови вълни се случва в по-голяма степен отвътре, за разлика от инфрачервеното лъчение, което нагрява обекта отвън навътре. Ето защо трябва да разберете, че отоплението в конвенционална и микровълнова фурна се извършва по различни начини. Също микровълново излъчване, например, с честота 2,45 GHzспособен да проникне на няколко сантиметра в тялото, а произведената топлина се усеща при плътност на мощността от 20 – 50 mW / cm 2изложен на радиация за няколко секунди. Ясно е, че мощното микровълново лъчение може да причини вътрешни изгаряния, тъй като нагряването става отвътре.
При работна честота на микровълновата печка от 2,45 GHz обикновената вода е способна абсорбират максимално енергията на микровълновите вълнии го превръщат в топлина, което всъщност се случва в микровълновата.
Въпреки че продължава дебатът за опасностите от микровълновото лъчение, военните вече имат възможност да изпробват на практика така наречения „лъчев пистолет“. Така в САЩ е разработена инсталация, която "стреля" с тясно насочен микровълнов лъч.
Инсталацията изглежда като нещо като параболична антена, само не вдлъбната, а плоска. Диаметърът на антената е доста голям - това е разбираемо, защото е необходимо да се концентрира микровълновото лъчение в тясно насочен лъч на голямо разстояние. Микровълновият пистолет работи на честота 95 гигахерца, а ефективният му обсег на "стрелба" е около 1 километър. Според създателите това не е границата. Цялата инсталация е базирана на армейски хъмви.
Според разработчиците това устройство не представлява смъртна заплаха и ще се използва за разпръскване на демонстрации. Силата на излъчване е такава, че когато човек попадне във фокуса на лъча, той изпитва силно парене по кожата си. Според тези, които са били изложени на такъв лъч, кожата изглежда се нагрява от много горещ въздух. В този случай възниква естествено желание да се скриете, да избягате от такъв ефект.
Работата на това устройство се основава на факта, че микровълновото лъчение с честота 95 GHz прониква на половин милиметър в кожния слой и причинява локално нагряване за части от секундата. Това е достатъчно, за да може човекът под пистолета да почувства болка и парене по повърхността на кожата. По подобен принцип се загрява храната в микровълнова фурна, само че в микровълновата фурна микровълновото лъчение се абсорбира от затопляната храна и практически не напуска камерата.
В момента биологичните ефекти на микровълновото лъчение не са напълно разбрани. Следователно, независимо какво казват създателите, че микровълновият пистолет не е вреден за здравето, той може да причини увреждане на органите и тъканите на човешкото тяло.
Струва си да се отбележи, че микровълновото лъчение е най-вредно за органите с бавна циркулация на топлината - това са тъканите на мозъка и очите. Мозъчната тъкан няма рецептори за болка и няма да е възможно да усетите очевидните ефекти от радиацията. Също така е трудно да се повярва, че ще бъдат отделени много пари за разработването на „демонстрационен репелер“ - 120 милиона долара. Естествено това военно развитие. Освен това няма специални пречки за увеличаване на мощността на високочестотното излъчване на пистолета до такова ниво, когато то вече може да се използва като разрушително оръжие. Освен това, ако желаете, може да се направи по-компактен.
Военните планират да създадат летяща версия на микровълновия пистолет. Със сигурност ще го монтират на някой дрон и ще го управляват дистанционно.
Вреда от микровълнова радиация
Документите за всяко електронно устройство, което може да излъчва микровълнови вълни, споменават така наречения SAR. SAR е специфичната степен на поглъщане на електромагнитна енергия. С прости думи, това е мощността на излъчване, която се абсорбира от живите тъкани на тялото. SAR се измерва във ватове на килограм. И така, за САЩ допустимото ниво е определено на 1,6 W/kg. За Европа е малко по-голям. За главата 2 W/kg, за останалите части на тялото 4 W/kg. В Русия се прилагат по-строги ограничения и допустимата радиация се измерва във W/cm 2. Нормата е 10 μW/cm2.
Въпреки факта, че микровълновото лъчение обикновено се счита за нейонизиращо, заслужава да се отбележи, че във всеки случай то засяга всички живи организми. Например книгата „Мозъкът в електромагнитни полета” (Ю. А. Холодов) представя резултатите от много експерименти, както и трънливата история на въвеждане на стандарти за излагане на електромагнитни полета. Резултатите са доста интересни. Микровълновото лъчение засяга много процеси, протичащи в живите организми. Ако се интересувате, прочетете го.
От всичко това следват няколко прости правила. Говорете по мобилния си телефон възможно най-малко. Дръжте го далеч от главата и важните части на тялото. Не спете със смартфона си в ръце. Използвайте слушалки, ако е възможно. Стойте далеч от клетъчните базови станции (говорим за жилищни и работни зони). Не е тайна, че антените за мобилна комуникация се поставят на покривите на жилищни сгради.
Също така си струва да „хвърлите камък в градината“ на мобилния интернет, когато използвате смартфон или таблет. Ако сърфирате в интернет, устройството непрекъснато предава данни към базовата станция. Дори ако мощността на излъчване е малка (всичко зависи от качеството на комуникацията, смущенията и разстоянието на базовата станция), тогава при продължителна употреба е гарантиран отрицателен ефект. Не, няма да оплешивееш или да започнеш да светиш. В мозъка няма рецептори за болка. Следователно той ще елиминира „проблемите“ „доколкото е по силите и възможностите си“. Просто ще бъде по-трудно да се концентрирате, умората ще се увеличи и т.н. Това е като да пиете отрова в малки дози.
Диапазонът на радиоизлъчването е обратен на гама лъчението и също е неограничен от една страна - от дълги вълни и ниски честоти.
Инженерите го разделят на много секции. Най-късите радиовълни се използват за безжично предаване на данни (Интернет, клетъчна и сателитна телефония); метрови, дециметрови и ултракъси вълни (УКВ) заемат местните телевизионни и радиостанции; късите вълни (HF) се използват за глобални радиокомуникации - те се отразяват от йоносферата и могат да обиколят Земята; за регионално излъчване се използват средни и дълги вълни. Свръхдългите вълни (ELW) - от 1 км до хиляди километри - проникват в солена вода и се използват за комуникация с подводници, както и за търсене на минерали.
Енергията на радиовълните е изключително ниска, но те възбуждат слаби вибрации на електрони в метална антена. След това тези трептения се усилват и записват.
Атмосферата предава радиовълни с дължина от 1 мм до 30 м. Те позволяват да се наблюдават ядрата на галактиките, неутронните звезди и други планетарни системи, но най-впечатляващото постижение на радиоастрономията са рекордните детайлни изображения на космоса източници, чиято разделителна способност надвишава десет хилядна от дъговата секунда.
Микровълнова печка
Микровълните са поддиапазон на радиоизлъчване, близък до инфрачервения. Нарича се още свръхвисокочестотно (микровълново) лъчение, тъй като има най-високата честота в радиообхвата.
Микровълновият диапазон представлява интерес за астрономите, тъй като открива реликтовото лъчение, останало от времето на Големия взрив (друго име е микровълновият космически фон). Излъчен е преди 13,7 милиарда години, когато горещата материя на Вселената е станала прозрачна за собственото си топлинно излъчване. С разширяването на Вселената CMB се охлади и днес температурата му е 2,7 K.
Реликтовото лъчение идва към Земята от всички посоки. Днес астрофизиците се интересуват от нехомогенностите в светенето на небето в микровълновия диапазон. Те се използват, за да се определи как клъстерите от галактики са започнали да се формират в ранната Вселена, за да се тества правилността на космологичните теории.
Но на Земята микровълните се използват за такива светски задачи като загряване на закуска и разговори по мобилен телефон.
Атмосферата е прозрачна за микровълните. Те могат да се използват за комуникация със сателити. Има и проекти за пренос на енергия на разстояние с помощта на микровълнови лъчи.
Източници
Небесни ревюта
Микровълново небе 1.9 мм(WMAP)
Космическият микровълнов фон, наричан още космическо микровълново фоново лъчение, е охладеното сияние на горещата Вселена. За първи път е открит от А. Пензиас и Р. Уилсън през 1965 г. ( Нобелова награда 1978) Първите измервания показаха, че радиацията е напълно еднаква в цялото небе.
През 1992 г. беше обявено откритието на анизотропията (нехомогенността) на космическото микровълново фоново лъчение. Този резултат е получен от съветския спътник Relikt-1 и потвърден от американския спътник COBE (виж Небе в инфрачервения спектър). COBE също установи, че спектърът на космическото микровълново фоново лъчение е много близък до този на черното тяло. За този резултат беше присъдена Нобеловата награда за 2006 г.
Вариациите в яркостта на космическото микровълново фоново лъчение в небето не надвишават една стотна от процента, но тяхното присъствие показва фини нехомогенности в разпределението на материята, съществувала на ранна фазаеволюцията на Вселената и послужиха като зародиши на галактики и техните клъстери.
Въпреки това, точността на данните от COBE и Relict не беше достатъчна за тестване на космологичните модели и затова през 2001 г. беше пуснат нов, по-точен апарат WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), който до 2003 г. изгради подробна карта на разпределението на интензитета на космическото микровълново фоново лъчение в небесната сфера. Въз основа на тези данни сега се усъвършенстват космологични модели и идеи за еволюцията на галактиките.
CMB възниква, когато възрастта на Вселената е около 400 хиляди години и поради разширяване и охлаждане става прозрачна за собственото си топлинно излъчване. Първоначално радиацията има спектър на Планк (черно тяло) с температура около 3000 Ки отчита близкия инфрачервен и видим диапазон на спектъра.
С разширяването на Вселената космическото микровълново фоново лъчение претърпя червено изместване, което доведе до намаляване на нейната температура. Днес температурата на космическото микровълново фоново лъчение е 2,7 ДА СЕи попада в микровълновия и далечния инфрачервен (субмилиметров) диапазон на спектъра. Графиката показва приблизителен изглед на спектъра на Планк за тази температура. Спектърът на космическото микровълново фоново лъчение беше измерен за първи път от сателита COBE (вижте Небе в инфрачервения спектър), за което беше присъдена Нобелова награда през 2006 г.
Радио небе на вълна 21 см, 1420 MHz(Дики и Локман)
Известна спектрална линия с дължина на вълната 21.1 сме друг начин за наблюдение на неутрален атомен водород в космоса. Линията възниква поради така нареченото свръхфино разделяне на основното енергийно ниво на водородния атом.
Енергията на невъзбуден водороден атом зависи от относителната ориентация на спиновете на протона и електрона. Ако са успоредни, енергията е малко по-висока. Такива атоми могат спонтанно да се трансформират в състояние с антипаралелни завъртания, излъчвайки квант радиоизлъчване, което отнася малък излишък от енергия. Това се случва с отделен атом средно веднъж на всеки 11 милиона години. Но огромното разпространение на водород във Вселената прави възможно наблюдението на газови облаци при тази честота.
Радио небе на вълна 73.5 см, 408 MHz(Бон)
Това е най-дългата дължина на вълната от всички изследвания на небето. Извършено е при дължина на вълната, при която се наблюдават значителен брой източници в Галактиката. Освен това изборът на дължина на вълната се определя от технически причини. За изграждането на проучването е използван един от най-големите в света радиотелескопи с пълно въртене - 100-метровият радиотелескоп Бон.
Наземно приложение
Основното предимство на микровълновата фурна е, че с времето храната се нагрява в целия обем, а не само от повърхността.
Микровълновото лъчение, имащо по-голяма дължина на вълната, прониква по-дълбоко от инфрачервеното лъчение под повърхността на продуктите. Вътре в храната електромагнитните вибрации възбуждат ротационни нива на водни молекули, движението на които основно причинява нагряване на храната. По този начин се извършва микровълново (микровълново) сушене на храна, размразяване, готвене и затопляне. Освен това променливите електрически токове възбуждат високочестотни токове. Тези токове могат да възникнат във вещества, в които присъстват подвижни заредени частици.
Но остри и тънки метални предмети не могат да се поставят в микровълнова фурна (това се отнася особено за съдове с метални декорации, покрити със сребро и злато). Дори тънък пръстен от позлата по ръба на чинията може да предизвика мощен удар електрически разряд, което ще повреди устройството, което създава електромагнитна вълна в пещта (магнетрон, клистрон).
Принципът на работа на клетъчната телефония се основава на използването на радиоканал (в микровълновия диапазон) за комуникация между абоната и една от базовите станции. Информацията се предава между базовите станции, като правило, чрез цифрови кабелни мрежи.
Обхватът на базовата станция - размерът на клетката - е от няколко десетки до няколко хиляди метра. Зависи от пейзажа и от силата на сигнала, който е избран така, че да няма твърде много активни абонати в една клетка.
В стандарта GSM една базова станция може да поддържа не повече от 8 телефонни разговора едновременно. На масови събитияи по време на природни бедствия броят на обаждащите се абонати рязко се увеличава, това претоварва базовите станции и води до прекъсвания на клетъчните комуникации. За такива случаи мобилните оператори разполагат с мобилни базови станции, които могат бързо да бъдат доставени в района голям клъстерхората.
Въпросът за възможна вредамикровълново излъчване от мобилни телефони. По време на разговор предавателят е в непосредствена близост до главата на човека. Повтарящите се проучвания все още не са успели да регистрират надеждно отрицателните ефекти на радиоизлъчванията от мобилните телефони върху здравето. Въпреки че ефектите от слабото микровълново лъчение върху тъканите на тялото не могат да бъдат напълно изключени, няма причина за сериозно безпокойство.
Телевизионните изображения се предават на метрови и дециметрови вълни. Всеки кадър е разделен на линии, по които яркостта се променя по определен начин.
Предавателят на телевизионна станция постоянно излъчва радиосигнал със строго фиксирана честота, тя се нарича носеща честота. Приемащата верига на телевизора се настройва към него - в нея възниква резонанс на желаната честота, което позволява да се улавят слаби електромагнитни трептения. Информацията за изображението се предава от амплитудата на трептенията: голяма амплитуда означава висока яркост, ниска амплитуда означава тъмна област на изображението. Този принцип се нарича амплитудна модулация. Звукът се предава по подобен начин от радиостанциите (с изключение на FM станциите).
С преминаването към цифрова телевизия правилата за кодиране на изображението се променят, но самият принцип на носещата честота и нейната модулация остават същите.
Параболична антена за приемане на сигнал от геостационарен сателит в микровълновия и VHF диапазона. Принципът на действие е същият като този на радиотелескопа, но не е необходимо антената да бъде подвижна. По време на монтажа той се насочва към сателита, който винаги остава на едно място спрямо земните структури.
Това се постига чрез поставяне на сателита в геостационарна орбита на надморска височина от около 36 хиляди. кмнад екватора на Земята. Периодът на въртене по тази орбита е точно равен на периода на въртене на Земята около оста й спрямо звездите - 23 часа 56 минути 4 секунди. Размерът на антената зависи от мощността на сателитния предавател и неговата диаграма на излъчване. Всеки сателит има основна обслужваща зона, където неговите сигнали се приемат от антена с диаметър 50–100 см, и периферната зона, където сигналът бързо отслабва и може да е необходима антена до 2–3 за приемането му. м.
Съдържанието на статията
УЛТРА ВИСОКОЧЕСТОТЕН ОБХВАТ,честотен диапазон на електромагнитно излъчване (100-300 000 милиона херца), разположен в спектъра между свръхвисоките телевизионни честоти и честотите на дълги разстояния инфрачервена област. Този честотен диапазон съответства на дължини на вълните от 30 cm до 1 mm; затова се нарича още дециметров и сантиметров вълнов диапазон. В англоезичните страни се нарича микровълнова лента; Това означава, че дължините на вълните са много малки в сравнение с дължините на вълните на конвенционалното радиоразпръскване, които са от порядъка на няколкостотин метра.
Тъй като микровълновото лъчение е междинно по дължина на вълната между светлинното лъчение и обикновените радиовълни, то има някои свойства както на светлината, така и на радиовълните. Например, подобно на светлината, тя се движи по права линия и се блокира от почти всички твърди предмети. Подобно на светлината, тя е фокусирана, разпространява се като лъч и се отразява. Много радарни антени и други микровълнови устройства са увеличени версии на оптични елементи като огледала и лещи.
В същото време микровълновото лъчение е подобно на радио лъчението в диапазоните на излъчване, тъй като се генерира по подобни методи. Класическата теория за радиовълните се прилага към микровълновото лъчение и то може да се използва като средство за комуникация въз основа на същите принципи. Но благодарение на по-високите честоти, той предоставя по-големи възможности за предаване на информация, което прави комуникацията по-ефективна. Например, един микровълнов лъч може да пренесе няколкостотин телефонни разговора едновременно. Сходството на микровълновото лъчение със светлината и повишената плътност на информацията, която носи, се оказаха много полезни за радара и други области на технологията.
ПРИЛОЖЕНИЕ НА МИКРОВЪЛНОВОТО ЛЪЧЕНИЕ
Радар.
Вълните в диапазона дециметър-сантиметър остават обект на чисто научно любопитство до избухването на Втората световна война, когато има спешна нужда от ново и ефективно електронно средство за ранно откриване. Едва тогава започват интензивни изследвания на микровълновия радар, въпреки че фундаменталната му възможност е демонстрирана още през 1923 г. в изследователската лаборатория на Военноморските сили на САЩ. Същността на радара е, че къси, интензивни импулси на микровълново лъчение се излъчват в космоса и след това част от това лъчение се записва, връщайки се от желания отдалечен обект - морски кораб или самолет.
Връзка.
Микровълновите радиовълни се използват широко в комуникационните технологии. В допълнение към различни военни радиосистеми има многобройни търговски микровълнови комуникационни линии във всички страни по света. Тъй като такива радиовълни не следват кривината земната повърхности се разпространяват по права линия, тези комуникационни връзки обикновено се състоят от релейни станции, инсталирани на хълмове или радио кули на интервали от прибл. 50 км. Параболични или рупорни антени, монтирани на кули, приемат и предават микровълнови сигнали. Във всяка станция сигналът се усилва от електронен усилвател преди повторно предаване. Тъй като микровълновото излъчване позволява силно насочено приемане и предаване, предаването не изисква големи количества електричество.
Въпреки че системата от кули, антени, приемници и предаватели може да изглежда много скъпа, в крайна сметка всичко се изплаща повече от големия информационен капацитет на микровълновите комуникационни канали. Градовете в Съединените щати са свързани чрез сложна мрежа от повече от 4000 микровълнови релейни връзки, образувайки комуникационна система, която се простира от едно океанско крайбрежие до друго. Каналите на тази мрежа са в състояние да предават едновременно хиляди телефонни разговори и множество телевизионни програми.
Комуникационни сателити.
Системата от радиорелейни кули, необходима за предаване на микровълново лъчение на големи разстояния, разбира се, може да бъде построена само на сушата. За междуконтинентална комуникация е необходим различен метод на предаване. Тук на помощ идват свързаните изкуствени земни спътници; изстреляни в геостационарна орбита, те могат да изпълняват функциите на релейни станции за микровълнова комуникация.
Електронно устройство, наречено сателит с активно реле, приема, усилва и предава микровълнови сигнали, предавани от наземни станции. Първите експериментални сателити от този тип (Telstar, Relay и Syncom) успешно препредаваха телевизионни предавания от един континент на друг в началото на 60-те години. Въз основа на този опит бяха разработени комерсиални междуконтинентални и вътрешни комуникационни спътници. Най-новите междуконтинентални сателити на Intelsat бяха изстреляни на различни места в геостационарна орбита по такъв начин, че техните зони на покритие се припокриват, за да предоставят услуга на абонати по целия свят. Всеки сателит Intelsat с най-новите модификации предоставя на клиентите хиляди висококачествени комуникационни канали за едновременно предаване на телефонни, телевизионни, факс сигнали и цифрови данни.
Термична обработка на хранителни продукти.
За термична обработка се използва микровълново лъчение хранителни продуктиу дома и в хранително-вкусовата промишленост. Генерираната от мощните вакуумни тръби енергия може да се концентрира в малък обем за високоефективна термична обработка на продуктите в т.нар. микровълнови или микровълнови печки, характеризиращи се с чистота, безшумност и компактност. Такива устройства се използват в самолетни кухни, железопътни вагони-ресторанти и вендинг машини, където се изисква бързо приготвяне и готвене на храна. Промишлеността произвежда и микровълнови фурни за битова употреба.
Научно изследване.
Микровълновото лъчение играе важна роля в изследванията на електронните свойства на твърдите тела. Когато такова тяло попадне в магнитно поле, свободните електрони в него започват да се въртят около силовите линии на магнитното поле в равнина, перпендикулярна на посоката на магнитното поле. Честотата на въртене, наречена циклотронна честота, е право пропорционална на силата на магнитното поле и обратно пропорционална на ефективната маса на електрона. (Ефективната маса определя ускорението на електрона под въздействието на някаква сила в кристала. Тя се различава от масата на свободния електрон, която определя ускорението на електрона под въздействието на някаква сила във вакуум. Разликата е поради наличието на сили на привличане и отблъскване, които действат върху електрона в кристала, околните атоми и други електрони.) Ако микровълновото лъчение попадне върху твърдо тяло, разположено в магнитно поле, тогава това лъчение се абсорбира силно, когато честотата му е равна на циклотронната честота на електрона. Това явление се нарича циклотронен резонанс; позволява да се измери ефективната маса на електрона. Такива измервания са предоставили много ценна информация за електронните свойства на полупроводниците, металите и металоидите.
Микровълновото лъчение също играе важна роля в космическите изследвания. Астрономите са научили много за нашата Галактика чрез изучаване на 21 см дължина на вълната, излъчвана от водородния газ в междузвездното пространство. Вече е възможно да се измери скоростта и посоката на движение на ръкавите на галактиката, както и местоположението и плътността на регионите с водороден газ в космоса.
ИЗТОЧНИЦИ НА МИКРОВЪЛНОВО ЛЪЧЕНИЕ
Бързият напредък в областта на микровълновата технология до голяма степен се свързва с изобретяването на специални вакуумни устройства - магнетрон и клистрон, способни да генерират големи количества микровълнова енергия. Генератор на базата на конвенционален вакуумен триод, използван при ниски честоти, се оказва много неефективен в микровълновия диапазон.
Двата основни недостатъка на триода като микровълнов генератор са крайното време на прелет на електрона и междуелектродния капацитет. Първият се дължи на факта, че на електрона му е необходимо известно (макар и кратко) време, за да прелети между електродите на вакуумна тръба. През това време микровълновото поле успява да промени посоката си в противоположна посока, така че електронът е принуден да се върне назад, преди да достигне другия електрод. В резултат на това електроните осцилират вътре в лампата без никаква полза, без да предават енергията си на колебателната верига на външната верига.
Магнетрон.
Магнетронът, изобретен във Великобритания преди Втората световна война, няма тези недостатъци, тъй като се основава на напълно различен подход към генерирането на микровълново лъчение - принципа на обемния резонатор. Точно като органна тръба даден размерИма собствени акустични резонансни честоти, а обемният резонатор има свои електромагнитни резонанси. Стените на резонатора действат като индуктивност, а пространството между тях действа като капацитет на определена резонансна верига. По този начин резонаторът с кухина е подобен на паралелна резонансна верига на нискочестотен осцилатор с отделен кондензатор и индуктор. Размерите на резонатора с кухина са избрани, разбира се, така че желаната резонансна свръхвисока честота да съответства на дадена комбинация от капацитет и индуктивност.
Магнетронът (фиг. 1) има няколко обемни резонатора, разположени симетрично около разположения в центъра катод. Устройството се поставя между полюсите на силен магнит. В този случай електроните, излъчени от катода, са принудени да се движат по кръгови траектории под въздействието на магнитно поле. Скоростта им е такава, че в строго определено време те пресичат отворените канали на резонаторите по периферията. В същото време те отдават своята кинетична енергия, възбуждайки вибрации в резонаторите. След това електроните се връщат към катода и процесът се повтаря. Благодарение на това устройство, времето на полет и междуелектродните капацитети не пречат на генерирането на микровълнова енергия.
Магнетроните могат да бъдат направени големи и тогава те произвеждат мощни импулси на микровълнова енергия. Но магнетронът има своите недостатъци. Например, резонаторите за много високи честоти стават толкова малки, че са трудни за производство, а самият такъв магнетрон, поради малкия си размер, не може да бъде достатъчно мощен. В допълнение, магнетронът изисква тежък магнит и необходимата магнитна маса се увеличава с увеличаване на мощността на устройството. Следователно мощните магнетрони не са подходящи за бордови инсталации на самолети.
Клистрон.
Това електрическо вакуумно устройство, базирано на малко по-различен принцип, не изисква външно магнитно поле. В клистрона (фиг. 2) електроните се движат по права линия от катода към отразяващата плоча и след това обратно. В същото време те пресичат отворената междина на резонатора на кухината под формата на поничка. Контролната решетка и резонаторните решетки групират електрони в отделни „групи“, така че електроните да пресичат междината на резонатора само в определени моменти. Пропуските между сноповете се съгласуват с резонансната честота на резонатора по такъв начин, че кинетичната енергия на електроните се прехвърля към резонатора, в резултат на което в него се създават мощни електромагнитни трептения. Този процес може да се сравни с ритмичното люлеене на първоначално неподвижна люлка.
Първите клистрони бяха доста устройства с ниска мощност, но по-късно те счупиха всички рекорди на магнетроните като микровълнови генератори голяма мощ. Създадени са клистрони, които доставят до 10 милиона вата мощност на импулс и до 100 хиляди вата в непрекъснат режим. Клистронната система на изследователския линеен ускорител на частици произвежда 50 милиона вата микровълнова мощност на импулс.
Клистроните могат да работят на честоти до 120 милиарда херца; но тяхната изходна мощност, като правило, не надвишава един ват. Разработват се конструктивни варианти за клистрон, предназначен за висока изходна мощност в милиметровия диапазон.
Клистроните могат да служат и като микровълнови усилватели на сигнала. За да направите това, трябва да приложите входен сигнал към решетките на резонатора на кухината и след това плътността на електронните групи ще се промени в съответствие с този сигнал.
Лампа с пътуващи вълни (TWT).
Друго електровакуумно устройство за генериране и усилване на електромагнитни вълни в микровълновия диапазон е лампа с пътуващи вълни. Състои се от тънка вакуумна тръба, поставена във фокусираща магнитна намотка. Вътре в тръбата има забавяща телена намотка. По оста на спиралата преминава електронен лъч, а по самата спирала – вълна от усиления сигнал. Диаметърът, дължината и стъпката на спиралата, както и скоростта на електроните са избрани по такъв начин, че електроните да отдават част от своята кинетична енергия на движещата се вълна.
Радиовълните се разпространяват със скоростта на светлината, докато скоростта на електроните в лъча е много по-бавна. Но тъй като микровълновият сигнал е принуден да върви по спирала, скоростта на неговото движение по оста на тръбата е близка до скоростта на електронния лъч. Следователно пътуващата вълна взаимодейства с електроните за достатъчно дълго време и се усилва чрез поглъщане на тяхната енергия.
Ако към лампата не се подаде външен сигнал, тогава случаен електрически шум при определена резонансна честота се усилва и TWT на пътуващата вълна работи като микровълнов генератор, а не като усилвател.
Изходната мощност на TWT е значително по-малка от тази на магнетроните и клистроните при същата честота. Въпреки това, TWT могат да бъдат настроени в необичайно широк честотен диапазон и могат да служат като много чувствителни усилватели с нисък шум. Тази комбинация от свойства прави TWT много ценно устройство в микровълновата технология.
Плоски вакуумни триоди.
Въпреки че клистроните и магнетроните са предпочитани като микровълнови осцилатори, подобренията донякъде възстановиха важната роля на вакуумните триоди, особено като усилватели при честоти до 3 милиарда херца.
Трудностите, свързани с времето на полета, са елиминирани поради много късите разстояния между електродите. Нежеланият междуелектроден капацитет е сведен до минимум, тъй като електродите са мрежести и всички външни връзки са направени на големи пръстени, разположени извън лампата. Както е обичайно в микровълновата технология, се използва резонатор с кухина. Резонаторът плътно обхваща лампата, а пръстеновидните конектори осигуряват контакт по цялата обиколка на резонатора.
Диоден генератор на Gunn.
Такъв полупроводников микровълнов генератор беше предложен през 1963 г. от J. Gunn, служител на Watson Research Center на IBM Corporation. В момента такива устройства осигуряват мощност само от порядъка на миливати при честоти не повече от 24 милиарда херца. Но в тези граници той има несъмнени предимства пред клистроните с ниска мощност.
Тъй като диодът на Гън е единичен кристал от галиев арсенид, той по принцип е по-стабилен и издръжлив от клистрона, който трябва да има нагрят катод, за да създаде поток от електрони и изисква висок вакуум. В допълнение, диодът на Gunn работи при относително ниско захранващо напрежение, докато захранването на клистрон изисква обемисти и скъпи захранващи устройства с напрежение в диапазона от 1000 до 5000 V.
ВЕРИГИ КОМПОНЕНТИ
Коаксиални кабели и вълноводи.
За предаване на електромагнитни вълни в микровълновия диапазон не през етера, а чрез метални проводници са необходими специални методи и проводници със специална форма. Конвенционалните проводници, които пренасят електричество, подходящи за предаване на нискочестотни радиосигнали, са неефективни при свръхвисоки честоти.
Всяко парче тел има капацитет и индуктивност. Тези т.нар разпределените параметри стават много важни в микровълновата технология. Комбинацията от капацитета на проводника със собствената му индуктивност при свръхвисоки честоти играе ролята на резонансна верига, почти напълно блокираща предаването. Тъй като е невъзможно да се елиминира влиянието на разпределените параметри в кабелните предавателни линии, трябва да се обърнем към други принципи за предаване на микровълнови вълни. Тези принципи са въплътени в коаксиалните кабели и вълноводите.
Коаксиалният кабел се състои от вътрешен проводник и цилиндричен външен проводник около него. Празнината между тях е запълнена с пластмасов диелектрик, като тефлон или полиетилен. На пръв поглед това може да изглежда подобно на чифт обикновени проводници, но при свръхвисоки честоти тяхната функция е различна. Микровълновият сигнал, въведен от единия край на кабела, всъщност се разпространява не през метала на проводниците, а през празнината между тях, запълнена с изолационен материал.
Коаксиалните кабели са добри при предаване на микровълнови сигнали до няколко милиарда херца, но при по-високи честоти тяхната ефективност намалява и те са неподходящи за предаване на големи мощности.
Конвенционалните канали за предаване на микровълнови вълни са под формата на вълноводи. Вълноводът е внимателно обработена метална тръба с правоъгълно или кръгло напречно сечение, вътре в която се разпространява микровълнов сигнал. Просто казано, вълноводът насочва вълната, карайки я да се отразява от стените от време на време. Но всъщност разпространението на вълна по вълновод е разпространението на трептения на електрическите и магнитните полета на вълната, както в свободното пространство. Такова разпространение във вълновод е възможно само ако неговите размери са в определена връзка с честотата на предавания сигнал. Следователно вълноводът е прецизно изчислен, обработен прецизно и предназначен само за тесен честотен диапазон. Той предава други честоти лошо или изобщо не предава. Типично разпределение на електрически и магнитни полета вътре във вълновод е показано на фиг. 3.
Колкото по-висока е честотата на вълната, толкова по-малки са размерите на съответния правоъгълен вълновод; в крайна сметка тези размери се оказват толкова малки, че изработката му става изключително сложна и максималната предавана от него мощност се намалява. Поради това започна разработването на кръгли вълноводи (с кръгло напречно сечение), които могат да бъдат доста големи дори при високи честоти на микровълновия диапазон. Използването на кръгъл вълновод е затруднено от някои трудности. Например, такъв вълновод трябва да е прав, в противен случай неговата ефективност се намалява. Правоъгълните вълноводи, от друга страна, лесно се огъват, може да им се придаде желаната криволинейна форма и това по никакъв начин не влияе на разпространението на сигнала. Радарните и другите микровълнови инсталации обикновено изглеждат като сложен лабиринт от вълноводни пътища, свързващи различни компоненти и предаващи сигнал от едно устройство на друго в рамките на системата.
Компоненти в твърдо състояние.
Компонентите в твърдо състояние като полупроводници и ферити играят важна роля в микровълновата технология. И така, за откриване, превключване, коригиране, преобразуване на честотата и усилване на микровълнови сигнали се използват германиеви и силициеви диоди.
За усилване се използват и специални диоди - варикапи (с контролиран капацитет) - във верига, наречена параметричен усилвател. Широко използваните усилватели от този вид се използват за усилване на изключително малки сигнали, тъй като почти не въвеждат собствен шум и изкривяване.
Микровълнов усилвател в твърдо състояние с ниско нивошумът също е рубинен мазер. Такъв мазер, чието действие се основава на принципите на квантовата механика, усилва микровълновия сигнал поради преходите между нивата на вътрешната енергия на атомите в рубинен кристал. Рубинът (или друг подходящ мазерен материал) се потапя в течен хелий, така че усилвателят да работи при изключително ниски температури (само няколко градуса над абсолютната нула). Поради това нивото на топлинния шум във веригата е много ниско, което прави мазера подходящ за радиоастрономия, ултрачувствителен радар и други измервания, при които изключително слаби микровълнови сигнали трябва да бъдат открити и усилени.
Феритни материали като магнезиев железен оксид и итриев железен гранат се използват широко за производството на микровълнови ключове, филтри и циркулационни помпи. Феритните устройства се управляват от магнитни полета, а слабото магнитно поле е достатъчно, за да контролира потока на мощен микровълнов сигнал. Феритните превключватели имат предимството пред механичните, че нямат движещи се части, подлежащи на износване, и превключването е много бързо. На фиг. Фигура 4 показва типично феритно устройство - циркулатор. Действайки като кръг, циркулационната помпа гарантира, че сигналът се движи само по определени пътища, свързващи различни компоненти. Циркулаторите и други феритни превключващи устройства се използват при свързване на множество компоненти на микровълнова система към една и съща антена. На фиг. 4, циркулационната помпа не позволява на предавания сигнал да премине към приемника, а на получения сигнал към предавателя.
Тунелният диод, сравнително ново полупроводниково устройство, работещо на честоти до 10 милиарда херца, също се използва в микровълновата технология. Използва се в осцилатори, усилватели, честотни преобразуватели и ключове. Работната му мощност е ниска, но това е първото полупроводниково устройство, способно да работи ефективно при толкова високи честоти.
Антени.
Микровълновите антени се предлагат в голямо разнообразие от необичайни форми. Размерът на антената е приблизително пропорционален на дължината на вълната на сигнала и следователно дизайни, които биха били твърде обемисти при по-ниски честоти, са напълно приемливи за микровълновия диапазон.
Дизайнът на много антени отчита онези свойства на микровълновото излъчване, които го доближават до светлината. Типичните примери включват рупорни антени, параболични рефлектори, метални и диелектрични лещи. Използват се и спирални и спирални антени, често произвеждани под формата на печатни схеми.
Могат да бъдат подредени групи вълноводи с прорези, за да се получи желаната схема на излъчване за излъчената енергия. Често се използват и диполи като добре познатите телевизионни антени, монтирани на покриви. Такива антени често имат идентични елементи, разположени на интервали, равни на дължината на вълната, които увеличават насочеността поради смущения.
Микровълновите антени обикновено са проектирани да бъдат изключително насочени, тъй като в много микровълнови системи е важно енергията да се предава и приема в точно определена посока. Насочеността на антената се увеличава с увеличаване на нейния диаметър. Но можете да направите антената по-малка, като същевременно запазите нейната насоченост, ако преминете към по-високи работни честоти.
Много "огледални" антени с параболичен или сферичен метален рефлектор са проектирани специално за приемане на изключително слаби сигнали, идващи например от междупланетни космически кораби или от далечни галактики. В Аресибо (Пуерто Рико) има един от най-големите радиотелескопи с метален рефлектор под формата на сферичен сегмент, чийто диаметър е 300 м. Антената има фиксирана („меридианна“) основа; приемният му радиолъч се движи по небето поради въртенето на Земята. Най-голямата (76 м) напълно подвижна антена се намира в Jodrell Bank (Великобритания).
Ново в областта на антените - антена с електронно управление на насочеността; такава антена не трябва да се върти механично. Състои се от множество елементи - вибратори, които могат да бъдат електронно свързани помежду си по различни начини и по този начин да осигурят чувствителността на "антенната решетка" във всяка желана посока.
Глава V. ЗАБОЛЯВАНИЯ, СВЪРЗАНИ С ВЪЗДЕЙСТВИЕТО НА НЯКОИ ФАКТОРИ НА ВОЕННИЯ ТРУД
Богата гама оборудване за армията и флота различни техникизначително променя условията на труд на личния състав от въоръжените сили. Тези условия не изключват възможността отделни специалисти да влизат в контакт с вредни фактори, които ги въздействат по време на поддръжката и експлоатацията на някои видове съвременни оръжия и технически средства. В някои случаи, особено при нарушаване на правилата за безопасност и извънредни ситуации, последните могат да доведат до остри и хронични лезии, които е препоръчително да се комбинират в отделна нозологична група военни професионални заболявания.
Появата на военни професионални заболявания може да причини експозиция следните фактори: различни токсични технически течности, въглероден окис, радиация с нисък интензитет, ултрависокочестотни електромагнитни вълни и др.
Трябва да се подчертае, че военните професионални заболявания, разглеждани в този раздел предимно от гледна точка на мирновременната патология, могат да станат широко разпространени във военни условия, което в този случай ги доближава до бойни поражения.
Те могат да включват например наранявания от технически течности по време на унищожаване и експлозия на складови съоръжения, отравяне с въглероден окис по време на големи пожари и др.
Влияние върху тялото на свръхвисокочестотно електромагнитно (микровълново-ЕМ) поле
Широко разпространено използване на микровълнови електромагнитни генератори на поле във военните дела и национална икономика, заедно с увеличаването на мощността на излъчвателите, естествено води до факта, че многобройни групи от специалисти, участващи в заводското производство, тестване, както и в работата на различни радарни станции (RLS) и радиотехнически системи (RTS) , могат да бъдат изложени на микровълнови радиовълни („микровълни“), чиято биологична активност е забелязана за първи път през тридесетте години.
Конструктивните характеристики на произвежданите радари и установените правила за работа практически елиминират неблагоприятното въздействие на микровълновото лъчение върху здравето на персонала. Въпреки това, в извънредни ситуации и в случай на нарушаване на правилата за безопасност, може да възникне излагане на микровълнови EM полета, които значително надвишават максимално допустимите нива на излагане.
Етиология и патогенеза
Микровълновото поле (микровълни) се отнася до тази част от спектъра на електромагнитното излъчване, чиято честота на трептене варира от 300 до 300 000 mgHz и съответно дължината на вълната - от 1 m до 1 mm. В това отношение се разграничават милиметрови, сантиметрови и дециметрови вълни. Микровълните се отличават със способността си да проникват дълбоко в тъканите и да се абсорбират от тях, влизайки в сложно взаимодействие с биосубстрата. Обикновено 40-50% от падащата енергия се абсорбира (останалата част се отразява), като микровълните проникват до дълбочина приблизително 1/10 от дължината на вълната. От това следва, че милиметровите вълни се абсорбират в кожата, докато дециметровите вълни проникват на дълбочина 10-15 см. Фактът на селективното поглъщане на микровълновото лъчение, обусловено от биофизичните (диелектрични) свойства на тъканите, е установен отдавна.
Биофизичният механизъм на абсорбцията на микровълново поле не е напълно ясен. Изглежда най-вероятно, че абсорбцията на микровълните се основава на появата на трептения на йони и диполи на водата. Допуска се и резонансно поглъщане на енергия от клетъчните протеинови молекули. Казаното за трептенията на водните диполи изяснява защо микровълновата енергия се абсорбира най-силно в тъкани, богати на вода. При достатъчно високи интензитети на облъчване, абсорбцията на микровълните е придружена от топлинен ефект (прагов характер на действието). При равни други условия термичният ефект е по-изразен в сравнително слабо васкуларизирани органи и тъкани, тъй като в такива области системата за терморегулация не е достатъчно съвършена. Установена е следната скала на чувствителност към микровълновото поле: леща, стъкловидно тяло, черен дроб, черва, тестиси.
Експериментално е доказана и висока чувствителност нервна системана излагане на микровълни. По този начин, при едно и също облъчване на главата, тялото и крайниците на животните, най-изразените промени се записват в случай на облъчване на главата.
За характеризиране на интензитета на облъчване е предложена концепцията за плътност на потока на мощността (PPD). Той представлява количеството енергия, падащо за една секунда върху перпендикулярно разположена равнина. PPM се изразява във W/cm2; в медицинската и хигиенната практика обикновено се използват по-малки коефициенти: mW/cm 2 и μW/cm 2 . Регистрираният топлинен ефект се развива при облъчване в дози над 10-15 mW/cm 2 .
Наред с термичния механизъм на действие на микровълновото поле, трудовете на предимно съветски автори (А. В. Триумфов, И. Р. Петров, З. В. Гордон, Н. В. Тягин и др.) Доказват нетермичното или специфичното действие на тези лъчения. При достатъчно високи нива на облъчване (над 15 mW/cm2), топлинните ефекти изглежда превъзхождат специфичния ефект на микровълните.
В общата патогенеза на нараняванията с микровълново поле могат да бъдат схематично разграничени три етапа:
- функционални (функционално-морфологични) промени в клетките, предимно в клетките на централната нервна система, развиващи се в резултат на директно излагане на микровълново поле;
- промени в рефлекторно-хуморалната регулация на функцията на вътрешните органи и метаболизма;
- предимно непряка, вторична, промяна във функцията (възможни са и органични промени) на вътрешните органи.
По структура развиващи се променизаедно с действителното патологични процеси(„счупвания“), разкриват се и компенсаторни реакции. При многократно повтарящи се експозиции трябва да се вземат предвид и процесите на натрупване на биологичния ефект, както и адаптацията на тялото към действието на микровълновото поле (A. G. Subbota). Експериментите и клиничните наблюдения разкриха някои имунологични промени, възникнали в резултат на излагане на микровълни (Б. А. Чухловин и др.).
Клиника и диагностика
Клиничната картина на нарушенията, възникващи при хора под въздействието на микровълнови електромагнитни полета, е систематично изследвана едва през последните 10-15 години, а съветските изследователи (А. В. Триумфов, А. Г. Панов, Н. В. Тягин, В. М. Малишев и Ф. А. Колесник, З. В. Гордън, Е. А. Дрогичина, А. А. Орлова, Н. В. Успенская, М. Н. Садчикова и много други) имат решаващ принос за това значение на работата. До 60-те години на миналия век идеите за възможната симптоматика и хода на лезиите от микровълнови полета се основават почти изключително на резултатите от изучаване на съответни експериментални животински модели.
Към днешна дата нашата страна е натрупала значителен опит в диспансерното наблюдение на специалисти по радарни и радиостанции, служители на радиотехнически предприятия, съчетано с задълбочено изследване на определени групи в специализирани отделения и клинични болници; Това обстоятелство ни позволява да конкретизираме, разширим и изясним идеите си по интересуващи ни въпроси.
Обръщайки се към клиничните характеристики на нарушенията, които се развиват в резултат на излагане на микровълново лъчение, трябва преди всичко да ги разделим на две форми: остри и хронични (лезии, нарушения, реакции); тяхното практическо значение далеч не е същото.
Остри форми на увреждане(реакции) са практически много редки; те могат да възникнат само при екстремни условия грубо нарушениепредпазни мерки или извънредни ситуации, ако това доведе до излагане на микровълни в обхвата на известна топлинна интензивност. В зависимост от специфичните параметри на експозиция (PPM, време, дължина на вълната и др.) и реактивността на организма могат да възникнат различни видове остри реакции (увреждания). В американската литература е описан случай на смърт на радиомеханик в резултат на остро интензивно облъчване от радар, но редица автори не считат за доказана връзката между заболяването и смъртта при излагане на микровълново лъчение. В. М. Малишев и Ф. А. Колесник наблюдаваха развитието на тежка многодневна атака на пароксизмална тахикардия, която се появи при млад, преди това напълно здрав радиомеханик, малко след облъчване (злополука) със сантиметрови вълни с термична интензивност. Тези атаки (очевидно диенцефални), често повтарящи се, впоследствие водят до тежка миокардна дегенерация и тежка циркулаторна недостатъчност.
Острата интензивна радиация може в някои редки случаи да причини бързо развитие на локални лезии. По-специално в световната литература са описани около десет случая остро развитиекатаракта (включително двустранна) след локално облъчване на очите с PPM от много стотици mW/cm 2 до няколко W/cm 2 .
Острите реакции са редки лека степен. Съдейки по малкото налични описания, тяхната симптоматика се свежда до слабост, главоболие, леко замайване и гадене. Това се улеснява от леко изразени обективни симптоми под формата на промени в ритъма на сърдечната дейност (обикновено тахикардия, понякога брадикардия), дисрегулация на кръвното налягане (първоначално възникналата хипертония често се заменя с хипотония), локални вазоспазми и др. Тези симптоми обикновено постепенно изчезват след 2-3 дни без специално лечение, но при някои пациенти проявите на астения и вегетативно-съдова дистония могат да продължат по-дълго, което в допълнение към интензивността и продължителността на експозицията до голяма степен зависи от реактивността на тялото .
При отделни наблюдения върху доброволци (и при самонаблюдения) с PPM със субтермален интензитет (около 1000 µW/cm2), лека промяна в биоелектричната активност на мозъчната кора, намаляване на максималното и минималното налягане и промяна в тона на големи артерии бяха отбелязани.
В практическата работа на лекар, идентифициране ранни формитези нарушения (повреди), които поради незнание или нарушаване на мерките за безопасност могат да възникнат в резултат на продължително повтарящо се излагане на дози, надвишаващи максимално допустимите нива.
Симптоматика и курс на този вид хронични форми(„синдром на хронично излагане на микровълнови полета“, „хронични лезии“) варират значително в зависимост от различни параметри на излагане, свързаните неблагоприятни ефекти, индивидуалната реактивност на тялото и други фактори.
Във всички случаи обаче клиничната картина се състои от симптоми на дисфункция на централната нервна система, комбинирани в различни степенис вегетативно-съдови и висцерални нарушения; Особено характерен е синдромът на астения (неврастения).
Освен разстройства общ(слабост, умора, неспокоен съни др.), пациентите често изпитват главоболие, световъртеж, болка в сърцето, сърцебиене, изпотяване, загуба на апетит; По-рядко се срещат оплаквания от нередовни изхождания, различни дискомфорти в корема, намалена полова мощ, менструални нарушения.
Главоболието обикновено е леко, но продължително; Те са локализирани в челната или тилната област и се появяват по-често сутрин и към края на работния ден. Кратка почивка в хоризонтално положение(при пристигане от работа) в много води до изчезване на главоболието. Често пациентите се оплакват и от световъртеж, който обикновено се появява при бърза промянапоза или продължителна неподвижност. Така наречената "сърдечна болка" в повечето случаи има характер на кардиалгия. Болката се усеща предимно в областта на сърдечния връх, като може да бъде продължителна и болезнена; понякога пациентът усеща краткотрайно (почти мигновено) пробождане в областта на перикарда. Рядко се появява типична ангина пекторис. Пропускайки характеристиките на други, по-рядко възникващи оплаквания, изглежда необходимо да се подчертае, че „вътрешната картина на заболяването“, причинена от продължително излагане на микровълново-ЕМ поле, се характеризира силно с комбинация от оплаквания, отразяващи промени във функцията на нервна система с оплаквания, свързани с дисфункция на кръвоносната система. Що се отнася до неврологичните разстройства, те обикновено се вписват в картината на астеничния (неврастеничен) синдром.
От очевиден практически интерес е въпросът за времето на поява на изброените оплаквания, считано от началото на работа с генератори на СВЧ-ЕМ поле. Наличните литературни данни и практическият опит сочат това различни лицапървите оплаквания възникват на много различни интервали от началото на експозицията - от няколко месеца до няколко години. Тези различия зависят не само от индивидуалната реактивност на организма, но, както изглежда, в решаваща степен от параметрите на въздействието, преди всичко от стойността на плътността на потока на мощността (PPD) на електромагнитното поле.
Обективните признаци на патологични промени, открити чрез конвенционални физикални методи на изследване, не са ясно изразени и не са специфични. Най-често идентифицираните симптоми показват вегетативно-съдови нарушения: регионална хиперхидроза, акроцианоза, студ (на допир) на ръцете и краката, "вазомоторна игра" на лицето. Също така отбелязваме, че пациентите естествено изпитват психо-емоционална лабилност, по-рядко склонност към депресивни реакции и летаргия, тремор на клепачите и пръстите на протегнатите ръце.
Много характерна е лабилността на пулса и кръвното налягане с тенденция към брадикардия и хипотония. При изследване на съответните професионални популации, които се оплакват от здравословното си състояние, брадикардия и артериална хипотониясе откриват в 25-40%. Често се установява леко уголемяване на сърцето вляво, а още по-често се наблюдава заглушаване на първия тон на върха и слаб систолен шум (при 1/3-1/2 от изследваните). Леко увеличениечерен дроб се определя на 10-15%. Други обективни симптоми, описани от някои автори (суха кожа, косопад, чупливи нокти, хеморагични прояви, болка при палпация на корема), се наблюдават рядко и все още не могат да бъдат уверено приписани на прояви на прякото въздействие на микровълновото ЕМ поле. Доста често се наблюдава едно или друго нарушение на общата и локалната терморегулация. За разлика от редица автори, ние наблюдавахме хипотермия малко по-рядко от субфебрилна температура.
Рентгенови изследвания на органи гръден кошчесто разкриват умерена хипертрофия на лявата камера на сърцето. При записване на ЕКГ рядко се откриват отклонения от нормата, с изключение на брадикардия и респираторна аритмия. В отделни случаи се наблюдават екстрасистолна аритмия, умерено забавяне на интраатриалната и интравентрикуларната проводимост и признаци на коронарна недостатъчност. Малко по-често признаци на дифузно мускулни промени, умерено изразено (намаляване на напрежението на зъбите на началната част на вентрикуларния комплекс и тяхната деформация, сплескване на Т вълната).
Под въздействието на дългосрочно излагане на микровълново ЕМ поле съдържанието на хемоглобин и червени кръвни клетки не се променя значително. Броят на ретикулоцитите остава в нормалните граници в повечето случаи, въпреки че някои доклади показват възможността за развитие както на умерена ретикулоцитоза, така и на ретикулоцитопения. Доста характерна е нестабилността на съдържанието на левкоцити в периферната кръв с многопосочна тенденция при различни индивиди; Някои имат склонност към левкоцитоза, докато левкопенията е много по-честа.
Левкоцитната формула се характеризира с тенденция към относителна лимфоцитоза и моноцитоза, както и променливост на абсолютното и процентно съдържание на лимфоцити, моноцити и неутрофили. Рядко се регистрират качествени промени в неутрофилите. Броят на тромбоцитите при повечето пациенти остава на долната граница на нормата.
Изследването на функцията на стомашно-чревния тракт често разкрива склонност към депресия стомашна секрецияи леки нарушения на двигателната му активност (стомашна хипотония, бавна перисталтика, дуоденостаза); също се наблюдават явления на дискинезия на тънките и дебелите черва. Цялостното изследване на чернодробната функция позволява при някои пациенти да установят леки нарушения в отделянето на билирубин (повишени нива на билирубин в кръвта и освобождаване на уробилин в урината) и детоксикация (с помощта на Quick тест) на неговата функция.
През последните години редица автори са изследвали различни метаболитни показатели при индивиди, изложени на дългосрочно излагане на микровълнови ЕМ полета. В резултат на тези изследвания беше установено, че съдържанието на холестерол и лецитин в кръвния серум не претърпява значителни промени. Общото количество кръвни протеини обикновено се оказва нормално. Що се отнася до показателите на въглехидратния метаболизъм, може да се отбележи тенденция към намаляване на нивата на кръвната захар на гладно. Сред различните видове открити захарни криви най-характерни са така наречените ниски или плоски.
Изследването на водно-минералния метаболизъм при продължително облъчване с генератори на микровълново електромагнитно поле не разкрива съществени отклонения от нормата. В същото време има някои данни, които могат индиректно да показват лека промяна в надбъбречната функция (лабилност и леко намаляване на екскрецията на 17-кетостероиди).
Завършвайки описанието на симптоматиката, трябва да се отбележи, че субектите естествено разкриват не само признаци, показващи промени във функцията на централната нервна система (астенични, неврастенични синдроми), но и симптоми на функционално разстройство на редица вътрешни органи, сред които кои изменения във функцията на кръвоносната система излизат на преден план.
Разпознаването на нарушения, свързани с излагане на микровълни, често е трудна и отговорна задача, изискваща не само обичайния задълбочен клиничен преглед на субекта, но и задължително проучване на неговата професионална история, както и характеристики на хигиенните условия на труд, включително дозиметрични данни. Следователно диагнозата трябва да се основава не само на клинична, но и на хигиенна и дозиметрична информация.
При изследване на пациент е важно първоначално, съгласно общите правила, да се изключат други заболявания (или влиянието на други етиологични фактори), които се проявяват на определени етапи с подобна клинична картина. Диагнозата, естествено, е сложна в тези практически чести случаи, когато субектът действително е изложен едновременно на въздействието на няколко неблагоприятни (специфични или неспецифични) фактора. В тези случаи е необходимо да се оцени степента на конкретно въздействие възможно най-точно.
Според степента на тежест и устойчивост на нарушенията се разграничават начални лесно обратими форми (I степен) и изразени персистиращи форми (II степен). Предлага се също да се разграничи „хронично увреждане“ („синдром на хронично въздействие“) от трета степен, когато наред с изразени промени във функцията на нервната, сърдечно-съдовата и други системи се откриват органични и дистрофични промени в органите. Въпреки това, такива тежки форми в момента практически не се срещат.
Лечение и профилактика
Най-важното условие за успешно лечение е прекратяването на контакта с микровълновото поле. Терапията трябва да започне възможно най-рано, да бъде индивидуализирана и изчерпателна. Тези пациенти трябва да получат достатъчно висококалорична, питателна, добре обогатена храна. В общото комплексно лечение се отдава значение на различни методи на психотерапия. Сред пациентите често има хора, които се страхуват от заболяването си и преувеличават опасността от неблагоприятното влияние на професионалния фактор. В такива случаи от първостепенно значение са разговор или поредица от разговори, по време на които бавно се обяснява същността на заболяването, разсейват се неоснователните тревоги и се вдъхва увереност в благоприятния изход.
Сред лекарствата, използвани за лечение на разглежданите разстройства и особено хипотонични състояния, могат да бъдат посочени билкови стимуланти на нервната система: спиртна тинктуракорен от женшен, тинктура от левзея или аралия, Китайска лимонена трева, стрихнин, секуринин, кофеин. През последните години наблюдаваме благоприятен ефект от приема на тинктура от стръвник, както и от елеутерокок.
Някои автори също описват положителни резултати от предписването на синтетични лекарства от серията адреналин (веритолпрометин, усилиял), ефедрин, атропин, теобромин, аминофилин при хипотонични състояния от различен произход, но трябва да се каже, че тези лекарства не са широко разпространени. от хормонални лекарстваМогат да се препоръчат Cortin и DOXA. Сред витаминните препарати, B 1 B 12 и аскорбинова киселина. По отношение на предназначението на бромидите има по-скоро причини да се говори сдържано.
При лечение на пациенти от тази група се препоръчва да се използва един от билковите стимуланти на нервната система, който след три до четири седмици употреба, ако няма ясен ефект, трябва да се замени с друг. Няма забележими разлики в степента на ефективност на тези лекарства. При тежка летаргия и летаргия често се предписват кофеинови препарати едновременно с едно от тези лекарства за 10-15 дни. На пациенти с емоционална възбудимост се предписва стрихнин заедно с валериана. Напоследък се наблюдават още по-добри резултати от употребата на леки транквиланти (триоксазин, либриум, мепротан и др.).
При общо комплексно лечение по-голямата част от пациентите са използвали методи на физическо възпитание и физиотерапия (йонофореза с калций, общ. ултравиолетово облъчване, хладни душове и др.).
Изследването и лечението на лица с разглежданата професия трябва да се извършва в специализирани болници поради новостта и недостатъчното познаване на тази форма на патология. В бъдеще пациентите трябва да бъдат под дългосрочно проследяване; В същото време има всички основания в общия план за лечение и превантивни мерки да се отреди значително място на санаторно-курортното лечение.
Страната ни е разработила научно обоснована система за предотвратяване на неблагоприятното въздействие на микровълновите полета върху организма на работещите. Осигурява санитарен контрол на конструкцията на радарите и радиосистемите и хигиенен контрол на условията на труд. Съществуват редица инженерни и технически мерки, които осигуряват защита от въздействието на микровълновото лъчение (правилен избор на позиция на радара на височини, екраниране на жилищни помещения, ако е необходимо и др.). Създават се специални образци на защитно облекло (метализирана тъкан, която отразява микровълните) и предпазни очила(метализирано стъкло) за работни условия, свързани с относително интензивно излъчване (около 1000 µW/cm2).
Имаме строги правила за работа, които надеждно гарантират безопасна работа. Така при облъчване с микровълни за 8 часа PPM не трябва да надвишава 10 μW/cm 2 , а при работа 2 часа/ден PPM не трябва да надвишава съответно 100 μW/cm 2 . При PPM до 1000 μW/cm 2 продължителността на работа не трябва да надвишава 15-20 минути. Ако радарът работи в кръгов режим или в режим на сканиране (секторен изглед), тогава дистанционното управление се увеличава 10 пъти (коефициент 10).
Медико-хигиенната профилактика не се ограничава до наблюдение на спазването на установените хигиенни условия на труд (включително дозиметричен мониторинг). Включва медицински подбор на специалисти за работа с генератори на микровълново поле, както и постоянно диспансерно наблюдение на работещите. Установено е, че физическото възпитание, повишаване на общото развитие, добро храненес достатъчно въвеждане на витамини В и С, те спомагат за повишаване на устойчивостта на организма към въздействието на микровълните.