Электрическое и электромагнитное поле Земли

Июль 21, 2022

Главная
Физика
Электрическое и электромагнитное поле Земли

Содержание

2. Электрическое поле Земли является составной частью единого электромагнитного поля и имеет собственные источники тока. Связь между
3. Электрическое поле Земли состоит из двух полей: электрического поля атмосферы и электрического поля земной коры и
4. Источники естественного электромагнитного поля Земли 1. Внешние источники (электрические процессы в ионосфере и магнитосфере) ионосфера
5. Атмосферное электричество или электростатическое поле Земли представляется в виде гигантского конденсатора, проводящими обкладками которого являются земная
6. Схема глобальной электрической цепи, заряжаемой осадками и грозами Основными генераторами атмосферного электричества являются облака и осадки.
7. Электростатическое поле Земли больше в средних широтах и убывает с высотой по закону, близкому к экспоненциальному.
8. Генераторы 2-го порядка являются извержения вулканов и пылевые бури, снежные метели, промышленные выбросы. Извержение японского вулкана
9. Одна из основных причин возникновения региональных теллурических токов состоит в изменении электрического состояния ионосферы под воздействием
10. Источники естественного электромагнитного поля Земли 2. Внутренние источники (физико-химические процессы в земной коре) Помимо перечисленных естественных
11. ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 1) ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ Зона разлома Поля фильтрационной активности обусловлены движением подземных вод
12. ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 2) ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ Поля диффузионные образуются над контактом двух природных растворов с
13. ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 3) окислительно-восстановительные процессы Сульфидная залежь Схема образования естественного поля сульфидной залежи Поля
14. Электрические свойства земной коры, мантии и ядра характеризуются: 1) удельной электрической проводимостью, или удельной электропроводностью, 2)
15. Электропроводимость σ, – это способность вещества переносить электрические заряды под влиянием внешнего электрического поля. Единицей измерения
16. По величине удельного электрического сопротивления все природные вещества подразделяют на три группы: 1) проводники (10-4–10-1 Ом·м),
17. Удельное электрическое сопротивление и удельная проводимость некоторых горных пород. Изверженные и метаморфические породы характеризуются высокими сопротивлениями
18. Отдельной группой полей следует считать электромагнитные поля техногенного происхождения: 1) поля дальних-ближних радиостанций, 2) поля теле-
19. Электромагнитное поле (ЭМП) - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.
20. Вследствие научно-технического прогресса электромагнитный фон Земли в настоящее время не только увеличился, но и претерпел качественные
21. Основные источники ЭМП делятся на две группы: Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц): Источники высокочастотных
22. Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц) Эта группа включает в себя все системы производства, передачи
23. Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц): К этой группе относятся функциональные передатчики -
24. Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и импульсные
25. Электромагнитный спектр - ряд форм электромагнитного излучения, расположенных по порядку величин их частот или длин волн
26. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту и длину волны. Длина волны зависит от скорости распространения
27. Действие электромагнитных полей на человека Обширные исследования электромагнитных полей проводились уже давно. Был накоплен большой клинический
28. Нервная система одна из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Электрическое поле Земли является составной частью единого электромагнитного поля и имеет

собственные источники тока.
Связь между электрическим и магнитным полем в определенной мере зависит от интенсивности изменений электромагнитного поля, так как напряженность одного поля, возбуждаемая изменениями другого, пропорциональна скорости этих изменений.

Слайд 3

Электрическое поле Земли состоит из двух полей: электрического поля атмосферы и

электрического поля земной коры
и во многом определяется, электрическими свойствами веществ, слагающих геосферы Земли.
Выделяют внешние и внутренние источники электромагнитных полей.

Слайд 4

Источники естественного электромагнитного поля Земли
1. Внешние источники (электрические процессы в ионосфере

и магнитосфере)

ионосфера

Слайд 5

Атмосферное электричество или
электростатическое поле Земли
представляется в виде

гигантского
конденсатора, проводящими
обкладками которого являются
земная поверхность и слой ионосферы.
При этом, ионосфера имеет положительный заряд, а литосфера совместно с гидросферой – отрицательный.
Разность потенциалов между ионосферой и поверхностью Земли составляет 300 кВ.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ИОНОСФЕРЕ

Слайд 6

Схема глобальной электрической цепи,
заряжаемой осадками и грозами
Основными генераторами атмосферного

электричества являются облака и осадки.
.

Электромагнитное поле грозовых разрядов - поле сложного взаимодействия метеорологических и электрических процессов, приводящих к грозовым разрядам (молниям). Сигналы, улавливаемые на расстоянии, называются атмосфериками.
Глобальная электрическая цепь заряжается грозами. Электрическое поле Земли «уравновешивается» процессами в зонах «хорошей» и «плохой» погоды. Количество молний за 1 сек на земном шаре более 100.

Слайд 7

Электростатическое поле Земли больше в средних широтах и убывает с высотой

по закону, близкому к экспоненциальному.
Как и в гравитационном полях, в поле атмосферного электричества имеют место синхронные суточные и годовые вариации поля.

Слайд 8

Генераторы 2-го порядка являются извержения вулканов и пылевые бури, снежные метели,

промышленные выбросы.

Извержение японского вулкана Сакурадзима

Слайд 9

Одна из основных причин возникновения региональных теллурических токов состоит в изменении

электрического состояния ионосферы под воздействием солнечного ультрафиолетового и корпускулярного солнечного излучений.

Особенно мощные всплески интенсивности ультрафиолетового и корпускулярного солнечного излучений возникают при появлении на поверхности Солнца хромосферных вспышек, которые указывают на бурные термоядерные процессы в его недрах, а на Земле вызывают электромагнитные бури.
Результат столкновения солнечного излучения и магнитного поля Земли - северное сияние.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАГНИТОСФЕРЕ

Слайд 10

Источники естественного электромагнитного поля Земли 2. Внутренние источники (физико-химические процессы в земной

коре)

Помимо перечисленных естественных переменных электромагнитных полей, в верхней части литосферы возникают естественные постоянные электрические поля вследствие электрохимических и электрофизических процессов в результате которых на границах разделов геологических (природных) сред возникают двойные электрические слои. К таким процессам относятся:
- фильтрация,
- диффузия,
-окислительно-восстановительные процессы

Слайд 11

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 1) ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
Зона разлома
Поля фильтрационной активности обусловлены движением

подземных вод (возникают потенциалы течения). Эти поля наиболее интенсивно проявляются по зонам разломов, на склонах гор и оврагов, на берегах и в руслах рек.

Слайд 12

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 2) ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
Поля диффузионные образуются над контактом двух

природных растворов с различной минерализацией, например, соленых и пресных подземных вод. Процесс связи с диффузией ионов из раствора с большей концентрацией перемещаются в раствор с меньшей концентрацией.
Знак диффузионного потенциала зависит от соотношения чисел переноса катионов и анионов. В случае раствора NaCl справедлива формула:

где ρ1,ρ2 - УЭС контактируемых растворов

Слайд 13

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 3) окислительно-восстановительные процессы
Сульфидная залежь
Схема образования естественного

поля сульфидной залежи

Поля электрохимической активности возникают при контакте металлических руд или металлизированных технических объектов с вмещающими породами при активном воздействии природных вод.

Слайд 14

Электрические свойства земной коры, мантии и ядра характеризуются:
1) удельной электрической проводимостью,

или удельной электропроводностью,
2) удельным электрическим сопротивлением ,
3)относительной диэлектрической проницаемостью,
4) электрохимической активностью,
5) поляризуемостью и другими показателями.
Эти параметры изменяются во времени и в пространстве и имеют неодинаковые значения во внутренних геосферах Земли.

Слайд 15

Электропроводимость σ, – это способность вещества переносить электрические заряды под влиянием

внешнего электрического поля.
Единицей измерения σ является См/м.
Электрическое сопротивление ρ, (обратная величина электропроводности – 1/ σ)
Единицей измерения ρ – Ом·м.
Эти величины являются наиболее важными и лучше всего изученными характеристиками веществ геосфер.

Слайд 16

По величине удельного электрического сопротивления все природные вещества подразделяют на три

группы:
1) проводники (10-4–10-1 Ом·м),
(медь, серебро, алюминий и др.)
2) полупроводники (10-1–106 Ом·м)
(графит, кремний, германий и др.)
3) диэлектрики ( более 106 Ом·м).
(слюда, эбонит, кварц и др.),

Слайд 17

Удельное электрическое сопротивление и
удельная проводимость некоторых горных пород.
Изверженные и метаморфические

породы характеризуются высокими сопротивлениями (от 500 до10 000 Ом·м).
Среди осадочных пород высокие сопротивления (100÷1000 Ом·м) у каменной соли, гипса, известняков, песчаников и некоторых других пород.
Обломочные осадочные породы, как правило, имеют тем большее сопротивление, чем больше размер зерен, слагающих породу.

Слайд 18

Отдельной группой полей следует считать электромагнитные поля техногенного происхождения:
1) поля

дальних-ближних радиостанций,
2) поля теле- и радиокоммуникаций, линий ЛЭП,
3) поля переизлучений от всевозможных трубопроводов и т.д.

Слайд 19

Электромагнитное поле (ЭМП) - это особая форма материи, посредством которой осуществляется

взаимодействие между электрически заряженными частицами.
Все живое на Земле существует в электромагнитном поле, вне его жизнь невозможна (рисунок 1).

Слайд 20

Вследствие научно-технического прогресса электромагнитный фон Земли в настоящее время не только

увеличился, но и претерпел качественные изменения.
Появились электромагнитные излучения таких длин волн, которые имеют искусственное происхождение в результате техногенной деятельности (например, миллиметровый диапазон длин волн и др.).
Спектральная интенсивность некоторых техногенных источников электромагнитного поля может существенным образом отличаться от эволюционно сложившегося естественного электромагнитного фона, к которому привыкли человек и другие живые организмы биосферы.

Слайд 21

Основные источники ЭМП делятся на две группы:
Источники низкочастотных излучений (0 -

3 кГц):
Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц):

Слайд 22

Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц)
Эта группа включает в себя

все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные кабельные системы), домашнюю и офисную электро- и электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный транспорт.
Уже сегодня электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется в результате автомобильного движения.
Электромагнитные волны, возникающие при движении транспорта, создают помехи теле- и радиоприему, а также могут оказывать вредное воздействие на организм человека.

Слайд 23

Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц):
К этой группе

относятся функциональные передатчики - источники электромагнитного поля в целях передачи или получения информации.
Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение, судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом)

Слайд 24

Сюда же относится различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц

- 1 МГц) и импульсные поля, бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.).

Слайд 25

Электромагнитный спектр - ряд форм электромагнитного излучения, расположенных по порядку величин

их частот или длин волн

Диапазоны электромагнитного излучения
1 Радиоволны
2. Инфракрасное излучение (Тепловое)
3. Видимое излучение (Оптическое)
4. Ультрафиолетовое излучение
5. Жёсткое излучение

Слайд 26

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту и длину волны. Длина

волны зависит от скорости распространения излучения. Скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше.
Особенностями электромагнитных волн являются наличие трёх взаимноперпендикулярных векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H.
Электромагнитные волны - это поперечные волны (волны сдвига), в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том, числе и через вакуум.
Общим для всех видов излучений является скорость их распространения в вакууме, равная 300 000 000 метров в секунду.

Слайд 27

Действие электромагнитных полей на человека
Обширные исследования электромагнитных полей проводились уже давно.

Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном действии магнитных и электромагнитных полей, было предложено ввести новое нозологическое заболевание “Радиоволновая болезнь” или “Хроническое поражение микроволнами”.
В дальнейшем, работами ученых было установлено, что, во-первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к электромагнитному полю, и,
во-вторых, что электромагнитное поле обладает так называемым информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта.

Слайд 28

Нервная система одна из наиболее чувствительных систем в организме человека к

воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов, на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности:
-память у людей, имеющих контакт с ЭМП.
-склонность к развитию стрессовых реакций.

Электрическое и электромагнитное поле Земли

Содержание

Электрическое поле Земли является составной частью единого электромагнитного поля и имеет

Электрическое поле Земли состоит из двух полей: электрического поля атмосферы и

Источники естественного электромагнитного поля Земли1. Внешние источники (электрические процессы в ионосфере

Атмосферное электричество или электростатическое поле Земли представляется в виде

Схема глобальной электрической цепи, заряжаемой осадками и грозами Основными генераторами атмосферного

Электростатическое поле Земли больше в средних широтах и убывает с высотой

Генераторы 2-го порядка являются извержения вулканов и пылевые бури, снежные метели,

Одна из основных причин возникновения региональных теллурических токов состоит в изменении

Источники естественного электромагнитного поля Земли 2. Внутренние источники (физико-химические процессы в земной

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 1) ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛЗона разломаПоля фильтрационной активности обусловлены движением

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 2) ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛПоля диффузионные образуются над контактом двух

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ. 3) окислительно-восстановительные процессы Сульфидная залежьСхема образования естественного

Электрические свойства земной коры, мантии и ядра характеризуются:1) удельной электрической проводимостью,