Номер 4, страница 86 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

4. От каких характеристик электромагнитного излучения (ЭМИ) зависит его влияние на здоровье человека?

Влияние электромагнитного излучения (ЭМИ) на здоровье человека зависит от совокупности его физических характеристик. Ключевыми параметрами, определяющими степень и характер воздействия, являются следующие:

Частота (или длина волны) излучения
Это фундаментальная характеристика, так как она определяет энергию квантов (фотонов) излучения и, соответственно, механизм их взаимодействия с биологическими тканями. Энергия фотона $E$ прямо пропорциональна его частоте $\nu$ и описывается формулой Планка: $E = h\nu$, где $h$ — постоянная Планка. В зависимости от частоты ЭМИ делят на два больших класса:
1. Ионизирующее излучение. К нему относится высокочастотное ЭМИ: ультрафиолетовое (жесткий УФ), рентгеновское и гамма-излучение. Фотоны такого излучения обладают достаточной энергией, чтобы выбивать электроны из атомов и молекул живой ткани (процесс ионизации). Это приводит к разрыву химических связей в жизненно важных молекулах, в первую очередь в ДНК. Повреждение ДНК может вызывать мутации, гибель клеток, развитие онкологических заболеваний и лучевую болезнь.
2. Неионизирующее излучение. Это ЭМИ с более низкой частотой: радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение и видимый свет. Энергии фотонов этого излучения недостаточно для ионизации атомов. Основной доказанный биологический эффект такого излучения — тепловой. Ткани организма поглощают энергию излучения, что приводит к их нагреву. При высокой интенсивности это может вызвать ожоги (например, от мощного лазера или инфракрасного обогревателя) или перегрев внутренних органов (как в микроволновой печи). Вопрос о наличии специфических нетепловых эффектов от длительного воздействия слабого неионизирующего ЭМИ (например, от сотовых телефонов, Wi-Fi) до сих пор является предметом научных исследований и дискуссий.
Ответ: Влияние ЭМИ кардинально зависит от его частоты, которая определяет, является ли оно ионизирующим (способным повреждать ДНК на молекулярном уровне) или неионизирующим (основной эффект — тепловой).

Интенсивность излучения
Интенсивность, или плотность потока мощности (измеряется в ваттах на квадратный метр, Вт/м²), характеризует количество энергии, которое переносится волной через единицу площади в единицу времени. Чем выше интенсивность, тем больше энергии поглощается организмом и тем сильнее выражен эффект, будь то ионизирующий или тепловой. Для безопасного пребывания человека в электромагнитных полях установлены санитарные нормы, ограничивающие предельно допустимые уровни интенсивности.
Ответ: Степень воздействия ЭМИ прямо пропорциональна его интенсивности; более высокая интенсивность означает больший потенциальный вред для здоровья.

Продолжительность воздействия
Общий эффект на организм зависит не только от мгновенной мощности излучения, но и от времени, в течение которого человек подвергается его воздействию. Поглощенная доза энергии накапливается со временем. Поэтому длительное нахождение даже в поле относительно слабого излучения может быть более опасным, чем кратковременное воздействие интенсивного поля.
Ответ: Влияние ЭМИ зависит от времени облучения, так как суммарная поглощенная доза, определяющая биологический эффект, накапливается с течением времени.

Расстояние до источника
Для большинства источников (рассматриваемых как точечные) интенсивность излучения уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Этот закон обратных квадратов ($I \propto 1/r^2$) означает, что увеличение расстояния до источника ЭМИ (например, мобильного телефона, роутера, микроволновой печи) является одним из самых эффективных способов снижения уровня облучения.
Ответ: Влияние ЭМИ сильно зависит от расстояния до его источника, так как интенсивность излучения быстро падает по мере удаления от него.

Характер (режим) излучения
Для неионизирующего излучения, особенно в радиочастотном диапазоне, имеет значение, является ли излучение непрерывным или прерывистым (импульсным, модулированным). Некоторые научные данные указывают на то, что импульсные сигналы могут оказывать более выраженное биологическое действие по сравнению с непрерывными сигналами той же средней мощности. Этот аспект является важным при оценке рисков от современных систем беспроводной связи.
Ответ: Влияние ЭМИ может зависеть от режима его генерации (непрерывный или импульсно-модулированный), что особенно актуально для радиочастотного диапазона.