Электромагнисттік толқындардың негізгі параметрлері және олардың медицинадағы қолданысы

Ибраева Зоя Танбаевна

Физика пәні оқытушысы

Маңғыстау энергетикалық колледжі

Қазақстан Республикасы, Ақтау қаласы

Егер электр заряды бар бөлшектер тыныштық  немесе бірқалыпты қозғалы қалпынан шығып, айнымалы қозғалыс жасаса, онда қандай өріс пайда болар еді? Бұл сурақтын жауабы ағылшынның ұлы ғалымы Максвелл тапқан болатын.

 Электр зарядтары айнымалы қозғалғанда, яғни кез келген тоқта электр өрісі де, магнит өрісі де уақыт өтуіне қарай өзгеріп отырады. Сонымен қатар бұл өрістер, Максвеллдің 1865 жылғы теориялық пайымдауынша, өзгеріп біртұтас электромагниттік өріс түрінде көрсетеді.

Максвеллдің  электромагниттік өріс теориясының түйіні мынаған саяды.

1. өзгеріп отыратын магнитөрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.

2. өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады.

Осылайша өзгеріп отыратын электр және магнит өрістері әр уақытта да өзара байланыста болады,сондықтан да олардын ажырамас бірлігін электромагниттік өріс дейді.

Айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікте таралуын электромагниттік толқын деп атайды.

Электромагниттік толқынмен механикалық толқынның ұқсастықтары да, өзгешеліктері де бар. Солардың негізгілерін атап өтейік:

1. Электромагниттік толқын әртүрлі заттарды да, вакуумде де тарай алады.Ал механикалық толқындар тек заттардың бөлшектері қатысатын орталарда ғана  тарайды.

2. Электромагниттік толқындар тек көлденең толқындар болып табылады. Ал механикалық толқындар көлденең толқындар да, бойлық толқындар да бола алады.

Максвеллдің теориялық есептеулері бойынша вакуумдегі электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы с3*10⁸м/с тұрақты шама. Максвелл көрінетін ақ жарықты с3*10⁸м/с жылдамдықпен тарайтын электромагниттік толқын деп жорыды. Вакуумге қарағанда заттағы электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы аз болады және ол мына өрнекпен анықталады: ϑ=с/n,өйткені ортаның сыңу көрсеткіші n>1,ал вакуумде n=1.

Механикалық толқындар сияқты электромагниттік толқындарда энергияны тасиды.

Электромагниттік толқынның ʎ толқын ұзындығы, Т периоды, с жылдамдығы, ϑ тербеліс жиілігі арасындағы қатынастар механикалық толқындардағы сияқты өзгеріссіз қалады:

ʎ =сТ=с/

Толқындардың зат ішіндегі ϑ жылдамдығы өзгеретін болғандықтан, оның толқын ұзындығы да өзгереді. Вакуумдегі толқын ұзындығын с, ал заттағы шамасын ʎ деп белгілесек, онда формулаларды ескере отырып, мына өрнектерді аламыз:

ʎʹ=Т== с/ ʎ n(с/ ʎ)= ʎ/ n

Тербелмелі электрлік контурда пайда болатын электромагниттік тербелістердің периоды Томсон формуласымен анықталатыны белгілі;

Т=2

ʎ= сТ= с/

өрнектеріне сәйкес берілген жиіліктегі немесе ұзындығындағы кез-келген электромагниттік сәулелерді ала аламыз. Бірақ осының бәрінде де электромагниттік толқындардың вакуумдегі таралу жылдамдығы өзгеріссіз қалады.

Электромагниттік толқындар — байланыс тізбегін құрайтын екі сымның арасындағы электрлік және магниттік өрістер бір-бірімен белгілі бір электромагниттік энергия мөлшерінде байланыста болатын толқын. Электромагниттік толқындар шкаласы (v < 1021 Гц) төменгі жиілікті толқындар мен радиотолқындардан бастап, гамма сәулелерге дейінгі (v < 1021 Гц) аралықты қамтиды.

Жиілік пен ұзындықтарына байланысты әр түрлі электромагниттік толқындарды шартты түрде шығарып алу және тіркеу тәсіліне, затпен өзара әсерлесу сипаты бойынша диапазондарға бөледі. берілген. Төменгі жиілікті толқындар шығару, радиотолқындар, инфрақызыл сәулелер, көрінетін жарық, улътракүлгін сәулелер, рентгендік сәулелер жәпе gamma - гамма шығару деп диапазондарға бөлу қабылданған

· Радиотолқындар,

· инфрақызыл толқындар,

· көрінетін жарық,

· ультракүлгін сәулелер,

· Рентген сәулелері

· Гамма-сәулелері

Электромагниттік толқындар шкаласы.

Электромагниттік толқындардың медицинада қолданылуы

Инфрақызыл сәулелер тері, артрит, ревматизм тәрізді ауруларды емдеуде кеңінен қолданылады. Инфрақызыл сәулелер денеге енгеннен кейінтемператураны көтеріп, ол жерде ылғал бар болса, оны кептіріп жібере алады. Әсересе күйген жерде ылығалданып тұратын тері ауруларын емдеуде таптырмас құрал. Жалпы ифрақызыл сәулелерімен емдегенде олардың әсер еткен жеріндегі температураны көтеретін қасиеті пайдаланылады. Адам немесе жануарлар денесі шығаратын инфрақызыл сәулелерді суретке түсіру немесе тіркеу арқылы диагностикалық термография жүзеге асып отыр. Инфрақызыл фотография көмегімен қан тамырларындағы, дененің тағы басқа да тұсындағы өзгерістерді суретке түсіруге болады.

Ультракүлгін сәуле, сәулемен емдеу — күн сәулесін, жасанды сәуле қондырғыларын аурудың алдын алу және емдеу үшін қолданады. Организмге әсер етуіне қарай үшке бөледі:

1. үзын толқынды 400—320 нм

2. орта толқынды 320—280 нм,

3. қысқа толқынды 280—220 нм.

Сәулемен емдеу зат алмасу процесін күшейтеді, фосфор-кальций алмасуын қалпына келтіреді, Д витамині, биологиялық активті заттар (гистамин, серотонен т. б.) түзіледі. Стоматологиялық ауруларды сәулемен емдеу жақсы нәтиже береді.

Рентген сәулелері өмірдің көптеген салаларында кеңінен қолданылып отыр. Солардың бірнешеуін атап өтейік. Рентген сәулелерінің өтімділігі жоғары, біздің денеміз бұл сәулелерүшін "мөлдір", осыны пайдаланып ішкі органдардың кескінің шығарып алып, ондағы ауытқушылықтарды зерттеуге болады. Міне, осылайша медицинада рентген сәулелері ауруды айқындап, диагноз қоюға мүмкіндік береді.

Әдебиеттер тізімі

1. Бинги В.Н. Магнитобиология. Эксперименты и модели. – М.: Наука, 2002. – 592 с.

2. Крутиков Р.И. Влияние электромагнитных полей на живые организмы - Днепропетровск: ДНУ. – 2001. – 19 c.

3. Махмутов Б. Б., Убайда Б. Тірі ағзаларға электромагниттік сәуленің биологиялық әсерінің физикалық негізі // Молодой ученый. — 2014. — №1.2. — С. 3-4.

4. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Электроника, радиотехника және байланыс. — Алматы: «Мектеп» баспасы, 2007 жыл.