Fale elektromagnetyczne - wady i zalety

Może zacznę od wyjaśnienia czym są fale elektromagnetyczne. To bardzo trudne pytanie. Często fale elektromagnetyczne nazywa się promieniowaniem. Są różnego rodzaju fale elektromagnetyczne. Fale radiowe są długie, nawet mówi się o nich fale metrowe. Mikrofale, które używane są przez wojsko w antenach radarowych i w kuchenkach mikrofalowych. Mają one długość kilku centymetrów. Są też takie fale elektromagnetyczne, które nazywamy falami widzialnymi lub światłem, lub promieniem widzialnym. Wbrew pozorom bardzo niewiele jest tych fal elektromagnetycznych, które nazywamy światłem widzialnymi. Fal elektromagnetycznych nie widać. Źródło światła jest widzialne, przedmioty, które światło oświetla są widzialne, lecz sam promień świetlny jest niewidzialny. Kiedy jednak do przestrzeni pomiędzy źródłem a przedmiotem wprowadzimy różne drobne ciała (np. dym z papierosa, kurz), które same mogą odbijać światło stają się one przez to źródłami światła. I chociaż same światła nie wysyłają, wiązka światła staje się widoczna. Istnieją także inne fale: podczerwień, ultrafiolet, promieniowanie X, promieniowanie gamma.

Fala elektromagnetyczna rozchodzi się najlepiej i najszybciej w próżni (prędkość w próżni wynosi 299792km/s). W ośrodkach materialnych prędkość fali elektromagnetycznej jest zawsze mniejsza i zależna od rodzaju ośrodka oraz od częstotliwości fali. W ośrodkach materialnych część energii fali jest tracona i ulega zamianie na energię wewnętrzną ciała. Zjawisko to nosi nazwę absorpcji lub pochłaniania światła.

To, że wiemy o istnieniu fal elektromagnetycznych w dużym stopniu jest zasługą Michaela Faraday'a. Jego doświadczenia zainspirowały Clerka Maxwell'a do stworzenia teorii elektromagnetyzmu.

Rys.1. Michael Faraday (patrz załącznik)
Rys.2. James Clerk Maxwell (patrz załącznik)

WADY I ZALETY

W ostatnich latach przeprowadzono wiele badań, które miały stwierdzić, czy pola elektromagnetyczne są szkodliwe dla ludzi. Wprawdzie nie uzyskano jeszcze jednoznacznej odpowiedzi, ale wiadomo, że szkodliwe oddziaływanie na zdrowie człowieka mogą mieć pola elektromagnetyczne o wysokich częstotliwościach (30-3000 MHz ), a także o częstotliwości 50 Hz. W warunkach domowych (220 V, 50 Hz) istotne jest tylko pole magnetyczne, bo elektryczne ma bardzo niskie natężenie. Wykryto również, że są ludzie szczególnie wrażliwi na działanie pól elektromagnetycznych. Mogą one wywołać u nich bóle głowy, rozdrażnienie i bezsenność.

Do tej pory nie udało się jednoznacznie określić mechanizmu oddziaływania pól elektromagnetycznych na organizmy żywe. Badania te są trudne również dlatego, że organizmy żywe przystosowują się do zmian środowiska oraz ulegają wpływom na przykład zanieczyszczonego powietrza czy szkodliwych substancji chemicznych mogących znajdować się w pożywieniu. Trudno jest zmierzyć oddziaływanie pól elektromagnetycznych na zdrowie ludzi, między innymi dlatego, że badania te obarczone są dużym błędem statystycznym.

Ale jednakże możemy określić jakie fale najbardziej szkodzą żywym organizmom. Są to głównie promienie nadfioletowe inaczej UV. Te fale zabijają organizmy żywe. Prawda o zabijaniu została odkryta przez biologów już na początku naszego wieku, ale potem, kiedy odkryto straszliwie groźny rodzaj promieniowania - promieniowanie gamma, jakoś straciła swoją wyrazistość.

Ultrafioletu używa się do zabijania mikroorganizmów w salach operacyjnych w szpitalach. Są takim łatwym i tanim środkiem dezynfekującym. Używa się też ich do zabijania bakterii na owocach, które chce się przesłać w daleką drogę. Wyróżnia się cztery rodzaje fal ultrafioletowych. Dla organizmów żywych najgroźniejszy jest tak zwany ultrafiolet B, który biolodzy nazywają ultrafioletem biologicznie czynnym. Stwierdzono, że jest on najbardziej skuteczny w zabijaniu organizmów żywych. UVB jest pochłaniany przez krew i niszczy białe ciałka krwi. Życie na Ziemi nie mogłoby istnieć gdyby ten ultrafiolet docierał do niej ze Słońca. Tak więc jedyną dla nas ochroną przed śmiercią jest warstwa ozonowa. Ale jest takie miejsce nad Antarktydą, gdzie nie ma ozonu. To miejsce nazywa się dziurą ozonową. Powstaje, ponieważ do atmosfery uwalniane są związki chemiczne zwane freonami, które występują w aerozolach i starego typu lodówkach. Substancje te niszczą ochronną warstwę ozonową.

Promieniowanie nadfioletowe może być przyczyną zarówno szkodliwych jak i korzystnych skutków dla organizmu człowieka.

Korzystny wpływ nadfioletu polega przede wszystkim na działaniu przeciwkrzywicznym. Pod wpływem tego promieniowania zawarty w skórze człowieka 7-dehydrocholesterol ulega przekształceniu w witaminę D3, która odgrywa ważną rolę w gospodarce wapniowo-fosforowej ustroju. Inne korzystne skutki działania promieniowania UV na organizm człowieka to np. wzrost jego odporności, niszczenie drobnoustrojów czy przyśpieszanie gojenia ran i owrzodzeń.

Innymi wadami Fal elektromagnetycznych są:
- Nadmierna dawka promieniowania ultrafioletowego może powodować raka skóry;
- Promieniowanie UV-A powoduje oparzenia słoneczne po zbyt długim opalaniu;
- Silne dawki UV-B są niebezpieczne dla oka i mogą powodować zaćmę;
- Promieniowania UVA jest najbardziej szkodliwe dla oczu, ponieważ to promieniowanie dociera aż do soczewki ocznej (nośmy okulary przeciwsłoneczne!!!).

Zalety wykorzystania fal elektromagnetycznych:
- Promieniowanie nadfioletowe zabija bakterie;
- W medycynie wykorzystuje się specjalne detektory podczerwieni, dzięki którym możliwe jest poznanie rozkładu temperatury skóry człowieka;
- Postrzeganie nadfioletowe ułatwia nietoperzom żywiących się nektarem znajdowanie o zmrokukwiatów, gdyż ich płatki mają wyrazisty kontur, widziany tylko w tym świetle;
- Promieniowanie rentgenowskie szeroko stosuje się w diagnostyce medycznej wykorzystując fakt, że mięśnie przepuszczają promienie rentgenowskie
- Fale elektromagnetyczne znalazły zastosowanie przede wszystkim w urządzeniach takich jak: radia, telewizja, radary.

Rys. 3. Fotografia ręki wykonane przez W. Rentgena (patrz załącznik)