Kas ir elektromagnētiskais vilnis:
Elektromagnētiskie viļņi ir elektrisko un magnētisko lauku viļņu kombinācija, ko rada kustīgi lādiņi. Tas ir, elektromagnētisko viļņu viļņošanās ir elektriskais un magnētiskais lauks.
Elektromagnētisko viļņu radīšana sākas ar uzlādētu daļiņu. Šī daļiņa rada elektrisko lauku, kas iedarbojas uz citām daļiņām. Daļiņai paātrinoties, tā svārstās savā elektriskajā laukā, kas rada magnētisko lauku. Kad tas ir kustībā, uzlādētās daļiņas radītie elektriskie un magnētiskie lauki turpina pastāvēt, tas nozīmē, ka elektriskais lauks, kas svārstās kā laika funkcija, radīs magnētisko lauku un otrādi.
Elektromagnētisko viļņu raksturojums
Elektromagnētiskos viļņus raksturo:
- Viņiem pavairošanai nav nepieciešama materiāla vide: tie izplatās materiālajos nesumos un vakuumā.
- Tie rodas no elektromagnētiskajiem signāliem.
- Tie ir šķērsvirziena viļņi: izplatīšanās virziens ir perpendikulārs svārstību virzienam.
- Tie ir periodiski laikā un telpā: svārstības tiek atkārtotas vienādos laika intervālos.
- Vakuumā jebkuras frekvences elektromagnētisko viļņu izplatīšanās ātrums ir 3 x 108 jaunkundze.
- Viļņa garums ir attālums starp divām blakus esošām virsotnēm starp viļņiem, ko apzīmē ar grieķu burtu lambda λ.
- Viļņa biežums ir ciklu skaits uz noteiktu laiku, tas tiek izteikts hercos, kas nozīmē ciklus sekundē.
Elektromagnētisko viļņu veidi
Atkarībā no viļņa garuma un frekvences elektromagnētiskie viļņi tiek klasificēti dažādos veidos.
Radioviļņi
Radioviļņus raksturo:
- frekvences starp 300 gigaherciem (GHz) un 3 kiloherciem (kHz);
- viļņu garumi no 1 mm līdz 100 km;
- ātrums 300 000 km / s.
Mākslīgos radioviļņus izmanto satelītu sakaros un telekomunikācijās, radio pārraidēs, radaru un navigācijas sistēmās un datortīklos.
Komerciālajos radio signālos izmantotie AM radioviļņi ir frekvenču diapazonā no 540 līdz 1600 kHz. Saīsinājums AM attiecas uz "modulētu amplitūdu". No otras puses, FM radioviļņi ir frekvenču diapazonā no 88 līdz 108 megaherciem (MHz), un saīsinājums FM attiecas uz "frekvences modulāciju".
Radioviļņus dabiski var radīt zibens vai citas astronomiskas parādības.
Mikroviļņu krāsns
Mikroviļņi ir elektromagnētiskie viļņi, kurus raksturo:
- frekvences starp 300 MHz un 300 GHz;
- viļņu garumi no 1 metra līdz 1 mm;
- viņi pārvietojas vakuumā ar gaismas ātrumu.
Prefikss "mikro" norāda, ka šie viļņi ir īsāki nekā radioviļņi. Mikroviļņu krāsnis tiek izmantotas arī televīzijas un telekomunikāciju pārraidei bezvadu telefonos rācijas, mikroviļņu krāsnīs un mobilajos tālruņos.
Infrasarkanie viļņi
Infrasarkanie viļņi ir elektromagnētiskie viļņi, kurus raksturo:
- frekvences no 300 GHz līdz 400 teraherciem (THz);
- viļņu garumi no 0,00074 līdz 1 mm.
Infrasarkanos viļņus var klasificēt pēc kārtas:
- tālu infrasarkanais: starp 300 GHz t 30 THz (1 mm līdz 10 µm)
- vidējais infrasarkanais: no 30 līdz 120 THz (10 līdz 2,5 µm); Jā
- tuvais infrasarkanais: no 120 līdz 400 THz (no 2500 līdz 750 nm).
Redzamā gaisma
Gaisma ir elektromagnētiskais vilnis, ko raksturo:
- frekvences starp 400 un 790 THz.
- viļņu garumi no 390 līdz 750 nm.
- ātrums 300 000 km / s.
Redzamo gaismu rada atomu un molekulu vibrācija un rotācija, kā arī elektroniskas pārejas tajās. Krāsas tiek ražotas šaurā viļņu garuma joslā, proti:
- violets: no 380 līdz 450 nm;
- zils: no 450 līdz 495 nm;
- zaļa: starp 495 un 570 nm;
- dzeltens: starp 570 un 590 nm;
- oranžs: no 590 līdz 620 nm; Jā
- sarkans: no 620 līdz 750 nm.
Ultravioletā (UV) gaisma
Ultravioletās gaismas elektromagnētiskais vilnis tiek klasificēts kā;
- UV tuvumā: no 300 līdz 400 nm;
- Vidējs UV: no 200 līdz 300 nm;
- Tālā UV: starp 200 un 122 nm; Jā
- Extreme UV: starp 10 un 122 nm.
UV gaisma var izraisīt ķīmiskas reakcijas un fluorescenci daudzās vielās. The Īpaši UV, var izraisīt to vielu jonizāciju, kurām tā iet (jonizējošais starojums). Šāda veida UV gaismu atmosfērā bloķē skābeklis un tā nesasniedz zemes virsmu. UV gaismu no 280 līdz 315 nm bloķē ozona slānis, novēršot kaitējumu, ko tas var radīt dzīvām būtnēm. Tikai 3% no saules UV gaismas sasniedz Zemi.
Lai gan UV gaisma cilvēkiem nav redzama, mēs varam sajust tās ietekmi uz ādu, kad sauļojamies vai sadedzinām ilgstošas saules staru iedarbības dēļ. Citi UV gaismas kaitīgie efekti ir vēzis, īpaši ādas vēzis. Tomēr cilvēkiem un visām dzīvajām būtnēm, kas ražo D vitamīnu, nepieciešama UV gaisma 295-297 nm diapazonā.
Rentgens
Rentgenstari ir elektromagnētiskie viļņi, kurus raksturo:
- enerģija diapazonā no 100 eV līdz 100 000 eV;
- frekvences diapazonā no 30 petaherciem līdz 30 eksaherciem;
- viļņu garumi no 0,01 līdz 10 nm.
Rentgena fotoniem ir pietiekami daudz enerģijas, lai jonizētu atomus un pārtrauktu molekulārās saites, padarot šāda veida starojumu kaitīgu dzīvajām būtnēm.
Gamma stari
Gamma staru elektromagnētiskos viļņus raksturo:
- enerģijas virs 100 keV;
- frekvences ir lielākas par 1019 Hz;
- viļņu garumi ir mazāki par 10 pikometriem.
Šie ir viļņi ar visaugstāko enerģiju, ko Pāvils Villards atklāja 1900. gadā, pētot radio izstarotā starojuma ietekmi. Tos ražo radioaktīvie materiāli.
