電磁スペクトル:周波数、波長(図と例付き)

電磁放射(EM放射)はあなたの周りにあります。 それはあなたの物理学の理解だけでなく、あなたの生存そのものにとっても基本です。 たとえば、太陽からの放射がなければ、地球は生命を維持することができませんでした。

NASAとその同族の科学者が電磁放射と呼ぶようになったものは、物理学の用語で波として説明することができます。 電磁波はいくつかの重要な特性によって統合されていますが、実際の影響は 世界は、食べ物をすばやく調理する能力から、膨大な量の情報を迅速に送信する能力までさまざまです。 距離。

より短い波長はより高い周波数と高エネルギーに関連し、より高い周波数はより長い波長のスペクトルの短波長部分に位置します。 比較的狭い可視スペクトルは、人間の目、したがって直感的な人間の心を提供します。これは、常に実際に起こっていることよりもはるかに小さな全体的な現実の画像です。

電磁波とは?

アン電磁波磁界波に垂直な(直角の)平面内で振動する電界波で構成されています。 電磁波は波として機能するため、特定の電磁波には周波数​ (​f; 時々によって示されるν代わりに)そして波長​ ​λ(ギリシャ文字のラムダ)それに関連付けられています。

しかし、電磁波は空気などの物理的媒体を必要としません(地球の大気はガスを含んでおり、単なるものではありません 「空間」)または伝播する水。したがって、空の空間の真空を通過できます。これは、光速で行われます。c、3×10です8 m / s、または時速約6兆マイル。 言うまでもなく、これは宇宙で最も速い速度です!

電磁スペクトル

電磁波は、次の場合に限り、さまざまな波長と周波数で発生する可能性があります。与えられた波の波長と周波数の積は光速に等しい(つまり、λf= c)。 同じ狭い体重別階級のレスラーのチームを考えてみてください。 背が高くて細いものもあれば、短くてコンパクトなものもありますが、外観は大きく異なりますが、定義上、すべて同じ質量に非常に近くなっています。

EMスペクトル全体の波長範囲は、いくつかのタイプの電磁放射に分けられます。 最も低い周波数(最も高いエネルギー、最も長い波長)から最も高い周波数(最も低いエネルギー、最も短い波長)の順に、これらのタイプの放射線は次のとおりです。

  • 電波:インターネットよりずっと前に「放送」を聞くことを可能にしたこれらの波は、

λ値は約1mから始まり、10を超えて広がります

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8 m(1億m)。 電子レンジ:電子レンジは、この種の放射線の最も明白な技術的兆候であり、約10からの波長スペクトルに及びます。-3 m(1ミリメートルまたはmm)から1m。 赤外線放射:赤外線は7×10の間にあります-7 m(700ナノメートルまたはnm)および1 mmであり、光学機器によって収集され、「暗視」ゴーグルで視覚的に使用されます。 *可視光:光の可視スペクトルは、約4の間の狭帯域に存在します

× 10-7 mと7

× 10-7 m(400nmおよび700nm)。 最低から最高へエネルギー、したがって最長から最短波長、可視色のスペクトル順序は、「ロイG。 ビブ」:赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫。 紫外線:紫外線(10-8 mから4×10-7 m、または10 nm〜400 nm)は日焼けベッドで使用され、太陽から放出されます。 日焼けやおそらく皮膚がんを引き起こすのは一種のEMエネルギーです。
X線:この高エネルギー放射線(10-11 10まで-8 m、または0.01〜10 nm)は診断に使用されます。 大量の曝露は健康に危険を及ぼす可能性があります。 *ガンマ線:最高エネルギーのEMは、宇宙空間を通り抜けるのが見られます。 この放射線の波長は100分の1ナノメートルよりも短いです。 幸いなことに、大気はこれらのほとんどをフィルターで除去します。

電磁スペクトルの問題の例

あなたは光速が毎秒60メートルの落ち着いた惑星で目を覚ますが、物理法則は一般的に地球と同じである。 この惑星の青色光と赤色光の波長がそれぞれ5cmと10cmであり、スペクトル内で黄色がそれらの間に正確に位置している場合、周波数ここに黄色い光の?

この惑星の黄色の光の波長λは、5〜10 cmの距離の半分、つまり7.5cmでなければなりません。 λf= c = 300 m / sなので、

f = \ frac {60} {0.075} = 800 \ text {1秒あたりのサイクル数}

  • 1秒あたりのサイクル数には独自のものがあります派生単位物理学では、ヘルツ(Hz)。
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