Що таке електромагнітна хвиля:
Електромагнітні хвилі - це поєднання хвиль в електричному та магнітному полях, що утворюються внаслідок рухомих зарядів. Тобто, що брижами в електромагнітних хвилях є електричні та магнітні поля.
Створення електромагнітних хвиль починається із зарядженої частинки. Ця частинка створює електричне поле, яке діє на інші частинки. У міру прискорення частинка коливається в своєму електричному полі, яке створює магнітне поле. Потрапляючи в рух, електричне та магнітне поля, створені зарядженою частинкою, самозберігаються, це означає, що електричне поле, яке коливається в залежності від часу, створюватиме магнітне поле і навпаки.
Характеристика електромагнітних хвиль
Електромагнітні хвилі характеризуються:
- Вони не потребують матеріального середовища для розмноження: вони поширюються в матеріальних середовищах і у вакуумі.
- Вони виникають в результаті електромагнітних сигналів.
- Вони являють собою поперечні хвилі: напрямок поширення перпендикулярний напрямку коливань.
- Вони періодичні в часі і просторі: коливання повторюються через рівні часові проміжки.
- У вакуумі швидкість поширення електромагнітних хвиль будь-якої частоти становить 3 х 108 РС.
- Довжина хвилі - це відстань між двома сусідніми піками між хвилями, яка позначається грецькою буквою лямбда λ.
- Частота хвилі - це кількість циклів за певний час, вона виражається в герцах, що означає цикли в секунду.
Типи електромагнітних хвиль
Залежно від довжини хвилі та частоти електромагнітні хвилі класифікуються на різні типи.
Радіохвилі
Радіохвилі характеризуються:
- частоти від 300 гігагерц (ГГц) до 3 кілогерц (кГц);
- довжини хвиль від 1 мм до 100 км;
- швидкість 300 000 км / с.
Штучні радіохвилі використовуються в супутниковому зв'язку та телекомунікаціях, в радіопередачах, в радіолокаційних і навігаційних системах, а також в комп'ютерних мережах.
AM радіохвилі, що використовуються в комерційних радіосигналах, знаходяться в діапазоні частот від 540 до 1600 кГц. Абревіатура AM стосується "амплітудно-модульованої". З іншого боку, FM-радіохвилі знаходяться в діапазоні частот від 88 до 108 мегагерц (МГц), і абревіатура FM стосується "частотної модуляції".
Радіохвилі можуть генеруватися природним чином блискавками чи іншими астрономічними явищами.
Мікрохвильова піч
Мікрохвилі - це електромагнітні хвилі, які характеризуються:
- частоти від 300 МГц до 300 ГГц;
- довжини хвиль від 1 метра до 1 мм;
- вони рухаються у вакуумі зі швидкістю світла.
Префікс "мікро" вказує, що ці хвилі коротші за радіохвилі. Мікрохвилі також використовуються для телевізійних та телекомунікаційних передач, в бездротових телефонах, в рації, в мікрохвильових печах та на мобільних телефонах.
Інфрачервоні хвилі
Інфрачервоні хвилі - це електромагнітні хвилі, які характеризуються:
- частоти від 300 ГГц до 400 терагерц (ТГц);
- довжини хвиль від 0,00074 до 1 мм.
Інфрачервоні хвилі можна класифікувати в свою чергу на:
- дальнє інфрачервоне: від 300 ГГц до 30 ТГц (від 1 мм до 10 мкм)
- середній інфрачервоний діапазон: від 30 до 120 ТГц (від 10 до 2,5 мкм); Y
- ближній інфрачервоний діапазон: від 120 до 400 ТГц (від 2500 до 750 нм).
Видиме світло
Світло - це електромагнітна хвиля, яка характеризується:
- частоти від 400 до 790 ТГц.
- довжини хвиль від 390 до 750 нм.
- швидкість 300 000 км / с.
Видиме світло створюється вібрацією та обертанням атомів і молекул, а також електронними переходами всередині них. Кольори виробляються у вузькій смузі довжин хвиль, а саме:
- фіолетовий: від 380 до 450 нм;
- синій: від 450 до 495 нм;
- зелений: від 495 до 570 нм;
- жовтий: від 570 до 590 нм;
- помаранчевий: від 590 до 620 нм; Y
- червоний: від 620 до 750 нм.
Ультрафіолетове (УФ) світло
Електромагнітна хвиля ультрафіолетового світла класифікується як;
- Близько УФ: від 300 до 400 нм;
- Середній УФ: від 200 до 300 нм;
- Далеке УФ: від 200 до 122 нм; Y
- Надзвичайне УФ: від 10 до 122 нм.
УФ-світло може спричинити хімічні реакції та флуоресценцію багатьох речовин. Екстремальне УФ, може спричинити іонізацію речовин, через які вона проходить (іонізуюче випромінювання). Цей тип УФ-світла блокується киснем в атмосфері і не досягає земної поверхні. Ультрафіолетове світло від 280 до 315 нм блокується озоновим шаром, запобігаючи шкоді, яку він може завдати живим істотам. Лише 3% сонячного ультрафіолету досягає Землі.
Незважаючи на те, що УФ-світло невидиме для людини, ми можемо відчути його вплив на шкіру, коли засмагаємо або печемо через тривале перебування на сонячних променях. Однак людині та всьому живому, що виробляє вітамін D, потрібне ультрафіолетове світло в діапазоні 295-297 нм.
Рентген
Рентген - це електромагнітні хвилі, які характеризуються:
- енергія в діапазоні від 100 еВ до 100 000 еВ;
- частоти в діапазоні від 30 петахерц до 30 ексагерц;
- довжини хвиль від 0,01 до 10 нм.
Рентгенівські фотони мають достатньо енергії для іонізації атомів і розриву молекулярних зв’язків, роблячи цей вид випромінювання шкідливим для живих істот.
Гамма-промені
Електромагнітні хвилі гамма-променів характеризуються:
- енергії вище 100 кеВ;
- частоти більше 1019 Гц;
- довжини хвиль менше 10 пікометрів.
Це хвилі з найвищою енергією, відкриті Полом Віллардом в 1900 р. Під час вивчення впливу випромінювання, випромінюваного радіо. Вони виробляються радіоактивними матеріалами.
