ФИЗИКА ПОЛЕЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ГУМАНИТАРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Естественнонаучные дисциплины»

РЕФЕРАТ

На тему

ФИЗИКА ПОЛЕЙ

Выполнила

Студентка ГТР 111

Алабина Д.И

Москва 2012

Понятие «физическое поле»

Физическим полем называют особую форму материи, связывающую частицы
(объекты) вещества в единые системы и передающую с конечной скоростью действие одних частиц на другие. поле описывается физической величиной, которая в разных точках  пространства  принимает  различные  значения.  Например,  температура —  это величина, с помощью которой можно описать поле.

Электромагнитное  поле

Электромагнитное поле - это фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, представимое как совокупность электрического и магнитного полей, которые могут при определенных условиях порождать друг друга. Электромагнитное поле (его изменение со временем) описывается в электродинамике в классическом приближении посредством системы уравнений Максвелла. При переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой электрическое и магнитное поле в новой системе отсчета - каждое зависит от обоих - электрического и магнитного - в старой/

Электромагнитное  поле,  как  и  любое  другое,  обладает  энергией  и  импульсом.

Электромагнитные  волны  делятся  на  несколько  видов  в шкале колебаний:

Ø радиоволны  10^-3 - 10^-4м

Ø световые волны  10^-4 - 10^-9 м

Ø ИК  5 • 10^-4 - 8 • 10^-7м

Ø видимый свет  8 • 10^-7- 4 • 10^-7м

Ø УФ  4 • 10^-7 - 10^-9м

Ø рентгеновское излучение  2 • 10^-9- 6 • 10^-12м

Ø γ-излучение  < 6 • 10^-12м

Применительно  к  определению  энергии  электромагнитной  волны  удобно  расширить понятие потока (в данном случае энергии) до представления плотности потока энергии. Понятие  потока  было  впервые  введено  русским физиком Н. А. Умовым (1846—1915), что масса покоя фотона как кванта света равна нулю. С  позиций  современного  естествознания  именно  Солнце  как  источник электромагнитного  излучения  обеспечивает  условия  жизни  на  Земле,  и  эту  энергию  и импульс  мы  можем  определить  физическими  законами  количественно. Поскольку  есть импульс  света,  значит  свет  оказывает  давление  на  поверхность  Земли. Экспериментально  давление  света  было  обнаружено  русским физиком П. Н. Лебедевым (1866—1912),  а  во Вселенной  оно  проявляется  в  наличии  и положении кометных хвостов. Примером, подтверждающим, что поле обладает энергией, служит  передача  сигналов  от  космических  станций  или  с  Луны  на  Землю.  Хотя  эти сигналы  и  распространяются  со  скоростью  света  с,  но  с конечным  временем  из-за больших  расстояний (от  Луны  сигнал  идет  за  время,  равное 1.3  с,  от  Солнца — 7  с).

Передача  энергии  в  пространстве  может  осуществляться  только  в  переменных электромагнитных  полях,  когда  изменяется  скорость  частицы.  При  постоянном электрическом  токе  создается  постоянное  магнитное  поле. только  движущиеся  с  ускорением  заряды  могут передавать  энергию  посредством  создаваемого  ими  переменного  электромагнитного поля. Введенное  ранее  понятие  поля  как  некоторого  распределения  соответствующих величин  или  параметров  в  пространстве  и  времени  можно  применять  ко  многим явлениям  не  только  в  природе,  но  и  в  экономике  или  социуме  при  построении соответствующих физических моделей.

Основные источники электромагнитного поля

Ø Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда,…)

Ø Линии электропередач (городского освещения, высоковольтные,…)

Ø Электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации,…)

Ø Бытовые электроприборы

Ø Теле- и радиостанции (транслирующие антенны)

Ø Спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны)

Ø Радары

Ø Персональные компьютеры

            Магнитное поле

Магнитное поле – это особая форма материи, порождается движущимися электрическими зарядами и обнаруживается по действию на движущиеся электрические заряды. С удалением от источника магнитное поле ослабевает. создается при движении электрических зарядов по проводнику.

Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнитных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначального пути в направлении, перпендикулярном полю. Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды. Магнитное и электрические поля неразрывны и образуют совместно единое электромагнитное поле. Всякое изменение электрического поля приводит к появлению магнитного поля и, наоборот, всякое изменение магнитного поля сопровождается возникновением электрического поля.

Влияние магнитного поля на человека

Человек на планете Земля постоянно находится под воздействием магнитного поля. Человеческое тело также обладает собственным магнитным полем, различным для разных органов. Важным моментом является поддержание относительного баланса между внешними и внутренними магнитными полями. Бесспорным является факт, что внешние магнитные поля в значительной мере определяют состояние наших внутренних магнитных полей.

Научные исследования влияния магнитного поля на человека можно разделить на три основных категории: в условиях экранирования от геомагнитного поля; в условиях, когда геомагнитное поле было скомпенсировано искусственным полем; при естественной возмущенности геомагнитного поля — геомагнитных бурях.

у человека есть своё электромагнитное поле, так как нейроны в нервной системе являются носителями электрического заряда, а в различных клетках нашего организма и в крови имеются ионы (заряженные частицы) металлов. Все эти компоненты являются чувствительными к внешним магнитным полям.

Врачи и ученые эксперты в области физиологических процессов, происходящих под влиянием магнитного поля в человеческом организме, обращают повышенное внимание на влияние магнитного поля на кровеносно-сосудистую систему человека, эффективность переноса кислорода кровью, транспортировку питательных веществ, но наиболее чувствительной к магнитному полю является нервная система. На магнитные поля реагирует и многие другие системы организма: эндокринная, сердечно-сосудистая, дыхательная, костно-мышечная и пищеварительная системы, органы чувств и кровь.

Гравитационное поле

Гравитационное поле - (поле тяготения), поле физическое, создаваемое любыми физическими объектами; через гравитационное поле осуществляется гравитационное взаимодействие тел.

В  рамках  представлений  о  поле  можно  говорить  о  гравитационном  поле,  где  сила гравитации меняется непрерывно. Применив  свои  законы динамики к небесной механике, Ньютон установил закон всемирного тяготения. К гравитационному полю можно также применить понятие силовых линий, где по их густоте (плотности)  судят  о  величинах  действующих  сил.  Силовые  гравитационные линии  сферической  массы  есть  прямые,  направленные  к  центру  сферы  как источника  гравитации,  и  эта  сила  уменьшается  с  удалением  обратно пропорционально  квадрату  расстояния.  Таким  образом поля,  начинающихся  на  положительном  и  заканчивающихся  на отрицательном  заряде,  в  гравитационном  поле  нет  определенных  точек,  где  бы  они начинались, и вместе с тем они простираются до бесконечности.

Несмотря  на  то,  что  основные  законы  электродинамики  и  гравитации объяснить их  сущность  на  основе  общей  природы  до  сих  пор  не  удалось.  Хотя  начиная  от  А. Эйнштейна  и  до  последнего  времени  такие  попытки  постоянно  предпринимаются  для того, чтобы создать единую теорию поля. Естественно, что единое представление полей упростило  бы  наше  понимание  физического  мира  и  позволило  бы  описывать  их единообразно.

Гравитационные и электрические поля действуют независимо и могут сосуществовать в  любой  точке  пространства  одновременно,  не  влияя  друг  на  друга. Материя  существует  в  виде  вещества  и  в  виде  поля.  Электромагнитное взаимодействие  на  основе  волновых  представлений  достаточно  уверенно  описывает  не только  электрические  и  магнитные,  но  и  оптические,  химические,  тепловые  и механические  явления.  Методология  полевого  представления  материи  может  быть использована  и  для  понимания  полей  иной  природы.

Было установлено,  что «переносчиком»  взаимодействия  электромагнитного  поля  является фотон. Однако несмотря на существенное продвижение вперед в познании окружающего нас мира,  электромагнитная  картина  мира  не  свободна  от  недостатков.  Так,  в  ней  не рассматриваются  вероятностные  подходы;  по  существу,  вероятностные  закономерности не  признаются  фундаментальными,  сохранены  детерминистский  подход  Ньютона

В целом такое положение понятно и объяснимо, так как каждое проникновение в природу вещей углубляет наши представления и требует создания новых адекватных физических моделей.

Электрическое поле

Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного поля; особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.

Ø Свойства электрического поля:

Ø порождается электрическими зарядами;

Ø обнаруживается по действию на заряд;

Ø действует на заряды с некоторой силой.

Влияние электрического поля на человека

                   Электрическое поле является очень сильным фактором влияния на состояние всех биологических объектов. При продолжительном пребывании в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. Часто называются онкологические заболевания.

Гравитационное поле

          Гравитация (всемирное тяготение, тяготение) — фундаментальное взаимодействие в природе, которому подвержены все тела, имеющие массу. Главным образом, гравитация действует в масштабах космоса. Ньютоновская модель гравитационного поля была чисто математической, без какого-либо физического содержания.

Гравитационное поле - в общей теории относительности гравитационное поле является свойством пространства-времени, появляющимся в присутствии материи.

Действие сил гравитации на живые организмы

Способность живых организмов строить скелет специалисты относят к событиям, происшедшими около 600 миллионов лет тому назад. Появление прочного скелета у большинства млекопитающих было обусловлено адаптационными изменениями их организма к действиям изменяющих сил гравитации. Однако, благодаря тому, что в формировании живой материи наряду с гравитационными силовыми взаимодействиями принимают участие и другие, например, электромагнитные, роль и значение скелета в организме, по нашему мнению, не ограничивается опорной и механической функцией и выходит за рамки его чисто антигравитационного назначения. Костный мозг - как орган кроветворения, возник в скелете наземных позвоночных при их выходе из водной среды на сушу в процессе эволюции. Вследствие необходимости их повышенного энергообеспечения, для компенсации затрат на преодоление сил гравитации, что величина гравитационной нагрузки на скелет фактически и служит своеобразным стимулом не только его укрепления, как опоры, но и мощнейшим фактором стимуляции его кроветворной функции. Наряду со скелетом важнейшей системой является скелетная мускулатура человека и всех позвоночных.

От восприятия человеком гравитационного поля Земли органами чувств зависит качество его управленческих решений при построении движений и реализации всех жизненно важных программ двигательных действий.

Гравитационное поле отражается нервной системой человека, организующей ответные реакции на его воздействие. Степень сложности этих реакций различна, однако их в основе лежит один рефлекторный принцип, обеспечивающий активную адаптацию организма к определенным условиям существования, в частности, к постоянному воздействию сил земного тяготения.

Другие Виды полей

Могут быть поля давлений, в том числе и атмосферного воздуха, поле распределения людей на Земле или различных наций среди населения, распределения оружия на Земле, разных песен, животных, всего что  угодно.  Могут  быть  и  векторные  поля. Аналогично  могут  быть  представлены  и  электромагнитные  поля, в  частности, электрическое поле.

Содержание

1.     Понятие «физическое поле»

2.     Электромагнитное  поле

3.     Основные источники электромагнитного поля

4.     Магнитное поле

5.     Влияние магнитного поля на человека

6.     Электрическое поле

7.     Влияние электрического поля на человека

8.     Гравитационное поле

9.     Действие сил гравитации на живые организмы

10.                       Другие Виды полей

Список используемой литературы

1.     http://www.vseslova.ru/index.php?dictionary

2.     http://vestishki.ru/content/

3.     www.infokart.ru

4.     znaniya-sila.narod.ru

5.     www.pppa.ru

6.     electrono.ru

7.     http://ru.wikipedia.org

8.     http://www.fieldphysics.ru

9.     http://www.zivert.ru/

10.                       Репченко О.Н, 2008, Полевая физика или Как устроен мир? Изд. 2-е – М.: Галерия,

11.                       Физика. 11 класс. Учебник. Касьянов В.А.

12.                       Физика. 11 класс. Учебник. Классический курс. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Издательство: Просвещение

13.                       http://www.sunhome.ru

14.                       http://www.slovopedia.com/