Elektromagnetkiirgus (EM-kiirgus) on teie ümber; see on oluline mitte ainult teie arusaamale füüsikast, vaid ka teie ellujäämisele. Ilma päikesekiirguseta ei saaks Maa näiteks elu säilitada.
Seda, mida NASA teadlased ja nende sugulased on hakanud nimetama elektromagnetkiirguseks, võib füüsika mõistes nimetada laineks. Elektromagnetlaineid ühendavad mõned olulised omadused, kuid nende praktiline mõju maailm varieerub võimalusest kiiresti toitu valmistada kuni tohutu teabe kiire edastamiseni vahemaad.
Lühemad lainepikkused on seotud kõrgemate sageduste ja suure energiaga, samas kui kõrgemad sagedused asuvad lühema lainepikkusega spektriosas, millel on pikemad lainepikkused. Suhteliselt kitsas nähtav spekter pakub inimsilmale ja seega ka intuitiivsele inimmõistusele palju väiksemat pilti kogu reaalsusest kui see, mis kogu aeg tegelikult toimub.
Mis on elektromagnetlained?
Anelektromagnetlainekoosneb elektrivälja lainest, mis võngub magnetvälja lainega risti (täisnurga all) tasapinnas. Kuna elektromagnetkiirgus toimib lainena, on igal konkreetsel elektromagnetlainel a
Elektromagnetlained ei vaja siiski füüsilist keskkonda nagu õhk (Maa atmosfäär on koormatud gaasidega ega ole pelk "ruum") või vesi, mille kaudu levida, ja seega saab läbida tühja ruumi vaakumi - mida nad teevad valguse kiiruselc, mis on 3 × 108 m / s ehk umbes 6 triljonit miili tunnis. Võib-olla pole vaja öelda, et see on universumi kiireim kiirus!
Elektromagnetiline spekter
Elektromagnetlainetel võib olla palju erinevaid lainepikkusi ja erinevaid sagedusi, kuniantud laine lainepikkuse ja sageduse korrutis võrdub valguse kiirusega(see tähendab, et λf = c). Mõelge sama kitsa kaaluklassi maadlejate rühmale; mõned on pikemad ja lahjad, teised lühemad ja kompaktsemad, kuid definitsiooni kohaselt on kõigil sama massile lähedane vaatamata väga erinevale välimusele.
Lainepikkuste vahemik kogu EM-spektris on jagatud mitmeks elektromagnetkiirguse tüübiks. Madalaima sageduse (suurim energia, pikim lainepikkus) kuni kõrgeima sageduse (madalaim energia, lühim lainepikkus) järjekorras on need kiirguse tüübid:
- Raadiolained:Need lained, mis võimaldasid "ülekandeid" kuulata juba ammu enne Internetti, on seda teinud
λ väärtused algavad umbes 1 m ja ulatuvad üle 108 m (100 miljonit m). Mikrolaineahjud:Mikrolaineahjud on sedalaadi kiirguse kõige ilmsem tehnoloogiline ilming, mis ulatub lainepikkuse spektrist umbes 10-ni-3 m (1 millimeeter või mm) kuni 1 m. Infrapunakiirgus:Infrapunavalgus jääb vahemikku 7 × 10-7 m (700 nanomeetrit või nm) ja 1 mm ning see kogutakse optiliste seadmetega ja visuaalselt kasutatakse "öönägemise" prillides. *Nähtav valgus:Nähtav valgusspekter eksisteerib kitsas ribas umbes 4 vahel
× 10-7 m ja 7
× 10-7 m (400 nm ja 700 nm). Madalamast kõrgeimanienergiaja seetõttu pikimast lühimanilainepikkus,nähtavate värvide spektraalkord jääb meelde"Roy G. Biv ": punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo ja violetne. Ultraviolettkiirgus:Ultraviolettvalgus (10-8 m kuni 4 × 10-7 m või 10 nm kuni 400 nm) kasutatakse solaariumides ja seda kiirgab päike; see on selline EM energia, mis põhjustab päikesepõletust ja tõenäoliselt nahavähki.
Röntgenikiired:See suurema energiaga kiirgus (10-11 kuni 10-8 m või 0,01 kuni 10 nm) kasutatakse diagnostikas; suured kokkupuuted võivad olla tervisele ohtlikud. *Gammakiired:Suurima energiaga EM leitakse kosmoses; selle kiirguse lainepikkused on alla 1/100 nanomeetri. Õhkkond filtreerib suurema osa neist õnneks välja.
Elektromagnetilise spektri näite probleem
Ärkate planeedil, kus valguse kiirus on rahulik 60 meetrit sekundis, kuid füüsikalised seadused on üldiselt samad mis Maal. Kui sinise ja punase valguse lainepikkused sellel planeedil on vastavalt 5 cm ja 10 cm, kollane istub spektri vahel täpselt nende vahel, siis milline onsagedussiin kollast valgust?
Kollase valguse lainepikkus λ sellel planeedil peab olema pool vahemaast 5–10 cm ehk 7,5 cm. Kuna λf = c = 300 m / s,
f = \ frac {60} {0.075} = 800 \ text {tsüklit sekundis}
- Tsüklitel sekundis on omatuletatud üksusfüüsikas herts (Hz).