ელექტრომაგნიტური სპექტრი: სიხშირეები, ტალღების სიგრძე (დიაგრამები და მაგალითები)

ელექტრომაგნიტური გამოსხივება (EM გამოსხივება) გარშემოა; ეს ფუნდამენტურია არა მხოლოდ ფიზიკის გაგებისთვის, არამედ გადარჩენისთვისაც. მაგალითად, მზის გამოსხივების გარეშე დედამიწას არ შეეძლო სიცოცხლის შენარჩუნება.

ის, რასაც NASA– ს და მათი ნათესავების მეცნიერები ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას უწოდებენ, ფიზიკის პირობებში შეიძლება აღწერილი იყოს როგორც ტალღა. ელექტრომაგნიტური ტალღები გაერთიანებულია რამდენიმე მნიშვნელოვანი მახასიათებლით, მაგრამ მათ პრაქტიკულ გავლენას ახდენს სამყარო განსხვავდება საკვებიდან სწრაფად მომზადების შესაძლებლობამდე, უზარმაზარი ინფორმაციის სწრაფად გადაცემაზე დისტანციებზე.

მოკლე ტალღის სიგრძე ასოცირდება მაღალ სიხშირეებთან და მაღალ ენერგიასთან, ხოლო უფრო მაღალი სიხშირეები გრძელი ტალღის სიგრძის სპექტრის მოკლე ტალღის სიგრძეზეა. შედარებით ვიწრო ხილული სპექტრი გვთავაზობს ადამიანის თვალს და, შესაბამისად, ინტუიციურ გონებას, საერთო რეალობის გაცილებით მცირე სურათს, ვიდრე ის, რაც რეალურად ხდება.

ანელექტრომაგნიტური ტალღაშედგება ელექტრული ველის ტალღისაგან, რომელიც მოძრაობს მაგნიტური ველის ტალღის პერპენდიკულარულ (სწორი კუთხით) სიბრტყეში. მას შემდეგ, რაც ელექტრომაგნიტური გამოსხივება მოქმედებს როგორც ტალღა, მაშინ რომელიმე კონკრეტულ ელექტრომაგნიტურ ტალღას ექნება a

ამასთან, ელექტრომაგნიტურ ტალღებს არ სჭირდება ისეთი ფიზიკური საშუალება, როგორიცაა ჰაერი (დედამიწის ატმოსფერო დატვირთულია გაზებით და არ არის მხოლოდ "სივრცე") ან წყალი, რომლითაც უნდა გავრცელდეს და, შესაბამისად, შეუძლია ცარიელი სივრცის ვაკუუმის გადალახვა - რასაც ისინი აკეთებენ სინათლის სიჩქარითგ, რაც არის 3 × 10⁸ მ / წმ, ანუ დაახლოებით 6 ტრილიონი მილი საათში. ალბათ ზედმეტია იმის თქმა, რომ ეს არის ყველაზე სწრაფი სიჩქარე სამყაროში!

ელექტრომაგნიტური ტალღები შეიძლება იყოს სხვადასხვა ტალღის სიგრძე და სხვადასხვა სიხშირე, მანამ, სანამმოცემული ტალღის ტალღის სიგრძისა და სიხშირის პროდუქტი უდრის სინათლის სიჩქარეს(ეს არის λf = გ). იფიქრეთ მოჭიდავეთა რაზმზე იმავე ვიწრო წონით კატეგორიაში; ზოგი უფრო გრძელი და სუსტი იქნება, სხვები უფრო მოკლე და კომპაქტური, მაგრამ განმარტებით, ყველას ძალიან ახლოს არის იგივე მასა, მიუხედავად განსხვავებული გარეგნობისა.

ტალღის სიგრძის დიაპაზონი EM სპექტრზე იყოფა ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მრავალ ტიპად. ყველაზე დაბალი სიხშირის (ყველაზე მაღალი ენერგია, გრძელი ტალღის სიგრძე) და ყველაზე მაღალი სიხშირის (ყველაზე დაბალი ენერგია, უმოკლესი ტალღის სიგრძე) მიხედვით ამ ტიპის რადიაციაა:

• ​Რადიო ტალღები:ამ ტალღებს, რომელთა საშუალებითაც შესაძლებელია "მაუწყებლობის" მოსმენა ინტერნეტით დიდი ხნით ადრე, აქვს

λ სიდიდეები იწყება დაახლოებით 1 მ-ზე და ვრცელდება 10-ზე⁸ მ (100 მილიონი მ). ​მიკროტალღური ღუმელები:მიკროტალღური ღუმელები ამ ტიპის გამოსხივების ყველაზე აშკარა ტექნოლოგიური გამოვლინებაა, რომელიც მოიცავს ტალღის სიგრძის სპექტრს დაახლოებით 10 – დან^-3 მ (1 მილიმეტრი, ან მმ) 1 მ. ​ინფრაწითელი გამოსხივება:ინფრაწითელი შუქი 7 × 10-ს შორის მდებარეობს^-7 მ (700 ნანომეტრი, ან ნმ) და 1 მმ, აგროვებს ოპტიკური აპარატურის საშუალებით და ვიზუალურად გამოიყენებს "ღამის ხედვის" სათვალეებში. *Ხილული სინათლე:სინათლის ხილული სპექტრი ვიწრო ზოლში დაახლოებით 4-ს შორის არსებობს

× 10^-7 მ და 7

× 10^-7 მ (400 ნმ და 700 ნმ). ყველაზე დაბალიდან უმაღლესიენერგია, და ამიტომ გრძელი და უმოკლესიტალღის სიგრძე,ხილული ფერების სპექტრული რიგითობა შეიძლება ახსოვდეს”როი გ. ბივი ": წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი, ინდიგო და იისფერი. ​Ულტრაიისფერი გამოსხივება:ულტრაიისფერი სინათლე (10^-8 მ-დან 4 × 10-მდე^-7 მ, ან 10 ნმ-დან 400 ნმ-მდე) გამოიყენება სათრიმლავი საწოლების დროს და გამოიყოფა მზისგან; ეს არის EM ტიპის ენერგია, რომელიც იწვევს დამწვრობას და, ალბათ, კანის კიბოს.
​რენტგენი:ეს უფრო მაღალი ენერგიის გამოსხივებაა (10^-11 10-მდე^-8 მ, ან 0,01-დან 10 ნმ-მდე) გამოიყენება დიაგნოსტიკის დროს; დიდი ზემოქმედება შეიძლება ჯანმრთელობისთვის საშიში იყოს. *გამა სხივები:ყველაზე მაღალი ენერგიის EM გვხვდება ციკლის მიუხედავად გარე სამყაროსთან; ამ გამოსხივებას აქვს ნანომეტრის 1/100-ზე ნაკლები ტალღის სიგრძე. ატმოსფერო საბედნიეროდ ამ უმეტესობას ფილტრავს.

იღვიძებთ პლანეტაზე, სადაც სინათლის სიჩქარე წამში 60 მეტრია, მაგრამ ზოგადად ფიზიკური კანონები იგივეა რაც დედამიწაზე. თუ ამ პლანეტაზე ლურჯი სინათლისა და წითელი შუქის ტალღის სიგრძეა 5 სმ და 10 სმ შესაბამისად, ყვითელი ზუსტად მათ შორის სპექტრში ზის,სიხშირეყვითელი შუქის აქ?

ამ პლანეტაზე ყვითელი შუქის ტალღის სიგრძე უნდა იყოს ნახევარი მანძილი 5-დან 10 სმ-მდე, ან 7,5 სმ. მას შემდეგ, რაც λf = c = 300 მ / წმ,

• წამში ციკლებს თავისი აქვსმიღებული ერთეულიფიზიკაში, ჰერცი (ჰც).