Sähkömagneettinen säteily (EM-säteily) on kaikkialla ympärilläsi; se ei ole pelkästään ymmärrystäsi fysiikasta, vaan myös selviytymisen kannalta. Esimerkiksi ilman auringon säteilyä maa ei voi ylläpitää elämää.
Mitä NASA: n tiedemiehet ja heidän sukulaisensa ovat kutsuneet sähkömagneettiseksi säteilyksi, voidaan fysiikan kannalta kuvata aalloksi. Sähkömagneettisia aaltoja yhdistää muutama tärkeä ominaisuus, mutta niiden käytännön vaikutus vaihtelee kyvystä valmistaa ruokaa nopeasti tiedon välittämiseen valtavasti etäisyydet.
Lyhyemmät aallonpituudet liittyvät korkeampiin taajuuksiin ja korkeaan energiaan, kun taas korkeammat taajuudet istuvat lyhyen aallonpituuden osalla spektriä, jolla on pidemmät aallonpituudet. Suhteellisen kapea näkyvä spektri tarjoaa ihmissilmälle ja siten intuitiiviselle ihmismielelle paljon pienemmän kuvan koko todellisuudesta kuin mitä koko ajan todella tapahtuu.
Mitä ovat sähkömagneettiset aallot?
Ansähkömagneettinen aaltokoostuu sähkökenttäaallosta, joka värähtelee tasossa, joka on kohtisuorassa (suorassa kulmassa) magneettikenttäaallolle. Koska sähkömagneettinen säteily toimii aallona, kaikilla tietyillä sähkömagneettisilla aalloilla on a
Sähkömagneettiset aallot eivät kuitenkaan vaadi fyysistä väliainetta, kuten ilmaa (maapallon ilmakehä on täynnä kaasuja eikä se ole pelkkä "tila") tai vettä, jonka läpi leviää, ja siten voi kulkea tyhjän tilan tyhjiön - mitä he tekevät valon nopeudellac, joka on 3 × 108 m / s eli noin 6 biljoonaa mailia tunnissa. Ehkä on sanomattakin selvää, että tämä on maailmankaikkeuden nopein nopeus!
Sähkömagneettinen spektri
Sähkömagneettisia aaltoja voi tulla monilla eri aallonpituuksilla ja taajuuksilla, niin kauan kuintietyn aallon aallonpituuden ja taajuuden tulo on yhtä suuri kuin valon nopeus(eli λf = c). Ajattele joukkoa painijoita samasta kapeasta painoluokasta; jotkut ovat pitempiä ja ohuempia, toiset lyhyempiä ja pienempiä, mutta määritelmän mukaan kaikilla on hyvin lähellä samaa massaa huolimatta ulkonäöstä.
EM-spektrin aallonpituusalue on jaettu useisiin erityyppisiin sähkömagneettisiin säteilyihin. Pienimmän taajuuden (suurin energia, pisin aallonpituus) ja korkeimman taajuuden (pienin energia, lyhin aallonpituus) järjestyksessä nämä säteilytyypit ovat:
- Radioaallot:Nämä aallot, jotka mahdollistivat "lähetysten" kuuntelun kauan ennen Internetiä, ovat
λ-arvot, jotka alkavat noin 1 m: stä ja ulottuvat yli 10: n8 m (100 miljoonaa m). Mikroaallot:Mikroaaltouunit ovat ilmeisin tekninen ilmentymä tällaiselle säteilylle, joka ulottuu aallonpituusspektrille noin 10: stä-3 m (1 millimetri tai mm) - 1 m. Infrapunasäteily:Infrapunavalo on välillä 7 × 10-7 m (700 nanometriä tai nm) ja 1 mm, ja se kerätään optisilla laitteilla ja otetaan visuaalisesti käyttöön "yönäkölasissa". *Näkyvä valo:Näkyvä valospektri esiintyy kapealla kaistalla noin 4: n välillä
× 10-7 m ja 7
× 10-7 m (400 nm ja 700 nm). Alimmasta korkeimpaanenergiaa, ja siksi pisimmistä lyhyimpiinaallonpituus,näkyvien värien spektrijärjestys voidaan muistaa"Roy G. Biv ": punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti. UV-säteily:Ultraviolettivalo (10-8 m - 4 × 10-7 m tai 10 nm - 400 nm) käytetään solariumissa ja aurinko säteilee; se on sellainen EM-energia, joka aiheuttaa auringonpolttamia ja todennäköisesti ihosyöpiä.
Röntgenkuvat:Tämä korkeamman energian säteily (10-11 10: een-8 m tai 0,01 - 10 nm) käytetään diagnostiikassa; suuret altistukset voivat olla vaarallisia terveydelle. *Gammasäteet:Suurimman energian EM löytyy vetoketjulla ulkoavaruudesta huolimatta; tämän säteilyn aallonpituudet ovat alle 1/100 nanometriä. Ilmapiiri onneksi suodattaa suurimman osan näistä.
Esimerkki sähkömagneettisesta spektristä
Heräät planeetalla, jolla valon nopeus on rauhallinen 60 metriä sekunnissa, mutta fyysiset lait ovat yleensä samat kuin maapallolla. Jos sinisen valon ja punaisen valon aallonpituudet tällä planeetalla ovat vastaavasti 5 cm ja 10 cm, jolloin keltainen istuu täsmälleen niiden välillä spektrissä, mikä ontaajuuskeltaista valoa täällä?
Keltaisen valon aallonpituuden λ tällä planeetalla on oltava puolet 5-10 cm: n tai 7,5 cm: n etäisyydestä. Koska λf = c = 300 m / s,
f = \ frac {60} {0.075} = 800 \ text {jaksoa sekunnissa}
- Syklillä sekunnissa on omajohdettu yksikköfysiikassa hertsi (Hz).