Електромагнитното лъчение (ЕМ лъчение) е навсякъде около вас; това е от основно значение не само за вашето разбиране на физиката, но и за самото ви оцеляване. Без радиация от слънцето, например, Земята не би могла да поддържа живота.
Това, което учените от НАСА и техните роднини наричат електромагнитно излъчване, може да бъде описано от физическа гледна точка като вълна. Електромагнитните вълни са обединени от няколко важни характеристики, но тяхното практическо въздействие върху света варира от способността за бързо готвене на храна до бързото предаване на информация за огромни разстояния.
По-късите дължини на вълните са свързани с по-високи честоти и висока енергия, докато по-високите честоти се намират на част от спектъра с къса дължина на вълната с по-дълги дължини на вълната. Сравнително тесният видим спектър предлага на човешкото око и по този начин интуитивния човешки ум много по-малка картина на цялостната реалност от това, което се случва през цялото време.
Какво представляват електромагнитните вълни?
Anелектромагнитна вълнасе състои от вълна от електрическо поле, трептяща в равнина, перпендикулярна (под прав ъгъл) към вълна от магнитно поле. Тъй като електромагнитното излъчване действа като вълна, тогава всяка конкретна електромагнитна вълна ще имачестота (е; понякога се обозначава сνвместо това) идължина на вълната λ(гръцката буква ламбда), свързана с нея.
Електромагнитните вълни обаче не изискват физическа среда като въздуха (земната атмосфера е натоварена с газове и не е просто "пространство") или вода, през която да се разпространява и следователно може да премине вакуума на празното пространство - което те правят със скоростта на светлината° С, което е 3 × 108 m / s, или около 6 трилиона мили в час. Може би е излишно да казвам, че това е най-бързата скорост във Вселената!
Електромагнитният спектър
Електромагнитните вълни могат да идват в много различни дължини на вълните и различни честоти, стига дапроизведението на дължината на вълната и честотата на дадена вълна се равнява на скоростта на светлината(т.е. λf = c). Помислете за отряд борци от същия тесен клас тежест; някои ще бъдат по-високи и по-слаби, други по-ниски и по-компактни, но по дефиниция всички имат много близка до една и съща маса, въпреки широко различните външни форми.
Обхватът на дължините на вълните в EM спектъра е разделен на редица видове електромагнитно излъчване. От порядъка на най-ниската честота (най-висока енергия, най-дългата дължина на вълната) до най-високата честота (най-ниската енергия, най-късата дължина на вълната) тези видове излъчване са:
- Радио вълни:Тези вълни, които позволиха да се слушат „предавания“ много преди Интернет, имат
λ стойности, започващи от около 1 m и надхвърлящи 108 m (100 милиона m). Микровълни:Микровълновите фурни са най-очевидното технологично проявление на този вид лъчение, което обхваща спектъра на дължината на вълната от около 10-3 m (1 милиметър или mm) до 1 m. Инфрачервена радиация:Инфрачервената светлина се намира между 7 × 10-7 m (700 нанометра или nm) и 1 mm и се събира от оптично оборудване и се използва за визуална употреба в очила за „нощно виждане“. *Видима светлина:Видимият спектър на светлината съществува в тясна лента между около 4
× 10-7 m и 7
× 10-7 m (400 nm и 700 nm). От най-ниското до най-високотоенергия, и следователно най-дълъг до най-кратъкдължина на вълната,спектралният ред на видимите цветове може да бъде запомнен от"Рой Г. Biv ": червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Ултравиолетова радиация:Ултравиолетова светлина (10-8 m до 4 × 10-7 m, или 10 nm до 400 nm) се използва в солариумите и се излъчва от слънцето; това е вид ЕМ енергия, която причинява слънчеви изгаряния и вероятно рак на кожата.
Рентгенови лъчи:Това излъчване с по-висока енергия (10-11 до 10-8 m или 0,01 до 10 nm) се използва в диагностиката; големи експозиции могат да бъдат опасни за здравето. *Гама лъчи:ЕМ с най-висока енергия се намира в цип през космическото пространство; това излъчване има дължини на вълната по-къси от 1/100 от нанометъра. Атмосферата за щастие филтрира повечето от тях.
Пример за електромагнитен спектър
Събуждате се на планета, където скоростта на светлината е успокоена 60 метра в секунда, но физическите закони като цяло са същите като на Земята. Ако дължините на вълните на синята и червената светлина на тази планета са съответно 5 см и 10 см, като жълтото седи точно между тях в спектъра, какъв ечестотаот жълта светлина тук?
Дължината на вълната λ на жълтата светлина на тази планета трябва да бъде половината от разстоянието между 5 и 10 cm или 7,5 cm. Тъй като λf = c = 300 m / s,
f = \ frac {60} {0.075} = 800 \ text {цикъла в секунда}
- Цикли в секунда има свои собственипроизводна единицавъв физиката - херца (Hz).