Radiaţiile electromagnetice pe înţelesul tuturor

Cu toţii am auzit de radiaţii X, radiaţii gama, unde radio, microunde, dar ştim exact ce sunt? Toţi avem măcar un telefon fix, mobil sau acces la internet wireless. Aceste dispozitive sunt surse de radiaţii, însă nimeni nu poate spune exact cât de periculoase sunt pentru sănătatea noastră.

Nu mai există nici un dubiu că suntem înconjuraţi de radiaţii peste tot. Studii efectuate în ultimii ani au pus în evidenţă numeroase efecte nedorite ale radiaţiilor. Se ştie că lumina vizibilă emisă în cantităţile obişnuite de la Soare sau telefonul fix nu prezintă nici un risc. Antenele telefoanelor mobile sau ale celor radio prezintă un risc pentru sănătate dacă stăm prea mult în prezenţa lor, dar nu este demonstrat clar dacă radiaţiile emise de acestea sunt sau nu dăunătoare pe termen lung.

De unde a pornit totul?

În 1819, fizicianul danez Hans Christian Oersted a descoperit că un ac magnetic (similar cu cel al busolei) poate fi deviat cu ajutorul unui conductor conectat la o sursă de tensiune electrică. Acesta a observat astfel că orice corp parcurs de un curent electric generează câmp magnetic şi de aici a rezultat că orice câmp electric generează un câmp magnetic.

Mai târziu, în 1831, fizicianul englez Michael Faraday a obţinut un nou rezultat: un câmp magnetic variabil (şi nu constant, de aceea lui Faraday i-a luat 11 ani pentru a obţine acest rezultat, cu ajutorul căruia astăzi este creat curentul electric) generează un câmp electric, fenomen cunoscut azi sub numele de inducţie electromagnetică. Acesta a observat că un curent electric poate fi indus într-o sârmă, fără ca aceasta să fie conectată la o sursă de tensiune electrică.

Fizicianul scoţian James Clerk Maxwell este cel care, cu ajutorul unui set de ecuaţii, a demonstrat existența undelor electromagnetice in 1861, fiind influențat de cercetarea lui Michael Faraday.

Un rezultat obţinut prin studiul acestor ecuaţii a fost unda electromagnetică – procesul de propagare (cu viteza luminii) a câmpului electromagnetic. Fizicianul german Heinrich Hertz a reuşit să producă unde electromagnetice în 1888, construind un oscilator cu putere de transmitere a undelor radio. Hertz a demonstrat că undele au capacitatea nu numai de a fi transmise în spațiu, ci și de a fi detectate, el detectând undele cu un arc metalic (antena hertz). Hertz, însă nu a continuat transmisiunile, deoarece dorea să demonstreze teoria electromagnetismului, nu să dezvolte o cale de comunicare. Puteţi citi un articol despre istoria undelor radio si a transmisiilor radio tot pe site-ul nostru.

Mai mult decât nişte unde radio

Undele hertziene sunt unde artificiale (unde fabricate de om). Mărimea caracteristică a undelor este frecvenţa. Când ascultăm un post de radio ştim că acesta emite pe o anumită frecvenţă, în funcţie de oraş. Însă există o limită pe scara frecvenţelor a acestor unde hertziene, care poate fi remarcată în imaginea de mai jos.

Radiaţiile vizibile sunt emise de Soare, stele, lămpi (sau becuri) cu filamente incandescente şi sunt percepute de ochiul uman. J.C. Maxwell spunea că are „motive temeinice să creadă că şi lumina e o formă de radiaţie electromagnetică”. Motivele temeinice sunt viteza de propagare a luminii în vid (egală cu viteza de propagare a undelor electromagnetice – aproximativ 300 000 km/s), reflexia, refracţia, interferenţa şi difracţia luminii (fenomene specifice undelor). Mai multe despre lumină puteţi citi intr-un alt articol al nostru: "De ce ziua soarele este galben şi cerul albastru? De ce la apus sau răsărit Soarele este roşu? De ce noaptea cerul este negru?".

Radiaţiile infraroşii au frecvenţe mai mici decât cele vizibile şi sunt produse în general de corpuri încălzite. Cu ajutorul lor poate fi măsurată temperatura.

Radiaţiile ultraviolete au frecvenţe mai mari decât cele vizibile şi sunt produse generate de către moleculele şi atomii dintr-o descărcare electrică în gaze. O puternică sursă de radiaţii ultraviolete cunoscută este Soarele. Însă Soarele nu emite numai radiaţii ultraviolete, acestea sunt considerate periculoase pentru corpul uman atunci când stratul de ozon ar fi distrus.

Iată cum temperatura poate fi măsurată cu ajutorul unor camere cu radiaţii infraroşii (imagine termografică)

Soarele emite radiaţii ultraviolete. Stratul de ozon ne protejează de aceste radiaţii.

Radiaţiile X, descoperite de Wilhelm Conrad Röntgen, au frecvenţe mai mari decât radiaţiile ultraviolete şi sunt folosite astăzi în medicină pentru a realiza radiografii. Când a bombardat un corp metalic cu electroni rapizi, Röntgen a descoperit că acesta emite radiaţii foarte puternice şi necunoscând tipul acestor radiaţii le-a denumit radiaţii X. Acestea sunt produse în tuburi speciale în care un fascicul de electroni accelerat cu ajutorul unei tensiuni electrice foarte mari bombardează un electrod (un conductor electric prin care intră sau iese curentul dintr-un mediu bun conducător de electricitate).

Cu ajutorul acestor radiaţii se poate fotografia interiorului unui corp opac. Astfel, radiaţiile X au o aplicaţie spectaculoasă în medicină, prin care medicii reuşesc să vadă interiorul corpului uman fără să apeleze la operaţie chirurgicală. Acest „proces” de fotografiere a interiorului unui corp opac poartă numele de radiografie.

Prima radiografie medicală îi aparţine lui Röntgen, în imagine fiind mâna soţiei lui, Anna Berthe Röntgen.

Cu frecvenţe mai mari decât radiaţiile X sunt radiaţiile gama (radiaţiile γ), emise în procese nucleare, cum ar fi dezintegrarea radioactivă.

Radiaţiile gama sunt produse de nucleele atomilor si nu schimbă numărul de protoni sau de neutroni din cadrul nucleului, însă aduc nucleul de la o energie mai mare la una mai mică.

Ultimul tip de radiaţii, cu frecvenţele cele mai mari, îl constituie radiaţiile cosmice. Aceste radiaţii sunt emise de corpuri cereşti, cum ar fi pulsarii sau cuasarii. Vă invităm să citiţi un amplu articol despre radiaţiile cosmice pe site-ul FizicaParticulelor.

Iată în imagine un „jet” de radiaţii cosmice ce pătrunde în atmosfera terestră, având ca efect formarea de nori şi astfel răcirea climei.

Un pericol pentru sănătate?

Dispozitive pe care oricine le are astăzi în casă, cum ar fi cuptorul cu microunde, telefonul fix sau cel mobil, aparatul radio, televizorul sau chiar internet wireless sunt surse importante de radiaţii. Undele emise de acestea induc curenţi turbionari în ţesuturile organismului cu efecte negative, cum ar fi acutizarea bolilor cardiovasculare, slăbirea sistemului nervos, endocrin, imunitar sau a chiar a celui de reproducere. Aceste efecte depind în mare măsură de cantiatea emisă, de intensitatea câmpului electromagnetic şi de durata de expunere, dar nimeni nu poate spune cât de periculoase sunt.

Televizoarele cu tub catodic sau monitoarele unor calculatoare emit radiaţii datorită tunurilor de electroni care actualizează ecranul. Aceste radiaţii, în cantităţi foarte mari, pot produce disfuncţii ale ochiului sau schimbări de metabolism.

Telefoanele mobile emit o cantitate mare de radiaţii (în special la nivelul capului) atunci când nu au semnal maxim şi când formăm un număr de telefon – aparatul mărindu-şi puterea de emisie de radiaţii în timpul apelării, pentru o scurtă perioadă de timp.

Telefoanele fixe moderne cu staţie de andocare şi receptor portabil sunt un emiţător continuu de radiaţii. De fapt, staţia de andocare este sursa cea mai puternică de radiaţii, emiţând radiaţii şi când e folosit telefonul şi când nu este. Despre comunicaţiile mobile şi sănătatea puteţi citi o broşură redactată de Ministerul Comunicaţiilor şi Societăţii Informaţionale.

Internetul prin cablu emite cantităţi nesemnificative de radiaţii, care nu sunt considerate periculoase, însă internetul wireless sau reţelele bluetooth emit radiaţii continuu, chiar şi când conexiunea e inactivă.

În prezent se fac eforturi pentru limitarea efectelor radiaţiilor asupra organismelor vii, cum ar fi normarea intensităţii admisibile ale câmpului electromagnetic în funcţie de timpul de expunere la locul de muncă sau la locuinţă.

Este bine să fim prevăzători şi să nu ţinem telefonul mobil foarte des în buzunar, să nu dormim cu el la cap şi să îl utilizăm doar atunci când avem nevoie de el. De asemenea, este bine să stăm departe de antenele puternice de emisie de semnale de la radio şi de la televizor şi este bine să nu stăm foarte aproape de televizorul sau de monitorul care au tub catodic.