Jurnal Telecom

Interacţiunea undelor electromagnetice cu diferite medii biologice poate cauza atât efecte termice, cât şi efecte non-termice (cum ar fi polarizarea sau depolarizarea membranelor celulelor). Puterea maximă recomandată în cazul expunerii îndelungate a corpului uman la radiaţii electromagnetice este de 10mW/cm2. Totuşi, în cazul anumitor tratamente medicale, puterea poate atinge valori de până la 590mW/cm2. Prin urmare, este foarte important să cunoaştem limitele expunerii corpului uman la radiaţii electromagnetice, evitând astfel traume severe ale acestuia.

Absorbţia undelor devine astfel o problemă importantă, ţinând cont si de faptul că efectele produse în profunzimea corpului uman nu vor fi semnalate creierului uman, aşa cum se întâmplă în cazul fenomenelor de la suprafaţa tegumentului.Acesta este şi motivul pentru care vom face câteva observaţii utile legate de absorbţia energiei atât în medii dielectrice cât şi în medii conductoare:

Frecvenţa de rezonanţă este o funcţie de mai multe variabile, cum ar fi: dimensiunea, forma corpului uman, precum şi proprietăţile sale dielectrice.

În general, rezonanţa se obţine atunci când dimensiunea corpului uman este un multiplu întreg de lungimea de undă a undei electromagnetice incidente.

 

În interiorul ţesutului uman, lungimea de undă depinde de proprietăţile dielectrice ale acestuia, precum şi de forma sa. La rezonanţă, dacă proprietăţile dielectricului ar fi ideale, ar trebui să nu avem pierderi de energie. Unda incidentă ar trebui să ramână în interiorul ţesutului, propagându-se datorită reflexiei pe mai multe direcţii.

 

În realitate, însă, pierderile datorate imperfecţiunilor corpului uman determină scăderea treptată a amplitudinii undei incidente până când aceasta va dispărea în totalitate.

De asemenea, se poate observa faptul că absorbţia la rezonanţă scade în funcţie de conductivitate.

2. Absorbţia depinde de orientarea corpului uman, direcţia de propagare a undei, precum şi de polarizarea câmpului electric. Atunci când polarizarea câmpului electric este paralelă cu axa centrală longitudinală a corpului uman (cea mai lungă axă), absorbţia este maximă.

3. Rezultatele obţinute în cazul absorbţiei radiaţiei electromagnetice pentru un mediu planar pot fi extinse şi în cazul unui mediu cu o forma arbitrară atât timp cât raza curburii acelui mediu este mai mare decat lungimea de undă a razei EM incidente. De asemenea, pentru undele electromagnetice din atmosferă, se poate observa că unghiul de refracţie este aproximativ egal cu 0 datorită valorii ridicate a permitivităţii relative a corpului uman. Prin urmare, câmpul electromagnetic este normal la suprafaţa corpului uman, indiferent de unghiul de incidenţă al razei generatoare a câmpului.

4. De asemenea, s-a demonstrat experimental că doar pentru o anumită gamă de frecvenţe corpul uman oferă proprietăţi multi-strat în ceea ce priveşte undele electromagnetice. S-a arătat că pentru frecvenţe sub o anumită valoare, radiaţia electromagnetică este “transparentă” pentru corpul uman, iar atenuare este foarte mică, în timp ce pentru frecvenţe ridicate ( pentru care atenuarea este semnificativă), câmpurile electrice şi magnetice nu pot trece de tegument.

Prin urmare, problemele de analiză a comportării corpului uman în cazul absorbţiei radiaţiei electromagnetice apar doar pentru o anumită gamă de frecvenţe. În afara acestui interval, se poate folosi un model omogen pentru corpul uman, model foarte uşor de analizat.

Cum ne vor folosi aceste rezultate? Vom vedea in urmatoarele articole dedicate acestui subiect.