Elektromagnetisk stråling (EM-stråling) er rundt deg; det er grunnleggende ikke bare for din forståelse av fysikk, men også for din overlevelse. Uten stråling fra solen, for eksempel, kunne ikke Jorden opprettholde liv.
Det forskere fra NASA og deres pårørende har kommet til å kalle elektromagnetisk stråling, kan beskrives i fysikkuttrykk som en bølge. Elektromagnetiske bølger forenes av noen få viktige egenskaper, men deres praktiske innvirkning på verden varierer fra evnen til raskt å lage mat til å overføre informasjon raskt over enorme avstander.
Kortere bølgelengder er assosiert med høyere frekvenser og høy energi, mens høyere frekvenser sitter på en kortbølgelengde av spekteret med lengre bølgelengder. Det relativt smale synlige spekteret gir det menneskelige øye, og dermed det intuitive menneskelige sinnet, et langt mindre bilde av total virkelighet enn det som egentlig skjer hele tiden.
Hva er elektromagnetiske bølger?
Anelektromagnetisk bølgebestår av en elektrisk feltbølge som svinger seg i et plan vinkelrett (i rett vinkel) til en magnetfeltbølge. Siden elektromagnetisk stråling fungerer som en bølge, vil enhver bestemt elektromagnetisk bølge ha en
Imidlertid krever ikke elektromagnetiske bølger et fysisk medium som luft (Jordens atmosfære er lastet med gasser og er ikke bare "rom") eller vann som de kan spre seg gjennom, og dermed kan krysse vakuumet i det tomme rommet - som de gjør med lysets hastighetc, som er 3 × 108 m / s, eller omtrent 6 billioner miles i timen. Kanskje unødvendig å si, dette er den raskeste hastigheten i universet!
Det elektromagnetiske spektrumet
Elektromagnetiske bølger kan komme i mange forskjellige bølgelengder og forskjellige frekvenser, så lengeproduktet av bølgelengden og frekvensen til en gitt bølge er lik lysets hastighet(det vil si λf = c). Tenk på en gruppe brytere fra samme smale vektklasse; noen vil være høyere og slankere, andre kortere og mer kompakte, men per definisjon har alle veldig nær samme masse til tross for vidt forskjellige utseende.
Området med bølgelengder over EM-spekteret er delt inn i en rekke typer elektromagnetisk stråling. I rekkefølgen av laveste frekvens (høyeste energi, lengste bølgelengde) til høyeste frekvens (laveste energi, korteste bølgelengde) er disse typer stråling:
- Radiobølger:Disse bølgene, som gjorde det mulig å lytte til "sendinger" lenge før Internett, har
λ-verdier starter på ca 1 m og strekker seg utover 108 m (100 millioner m). Mikrobølger:Mikrobølgeovner er den mest åpenbare teknologiske manifestasjonen av denne typen stråling, som strekker seg over bølgelengdespekteret fra ca. 10-3 m (1 millimeter eller mm) til 1 m. Infrarød stråling:Infrarødt lys ligger mellom 7 × 10-7 m (700 nanometer, eller nm) og 1 mm, og samles opp av optisk utstyr og brukes til visuell bruk i "nattsyn" -briller. *Synlig lys:Det synlige spekteret av lys eksisterer i et smalt bånd mellom ca. 4
× 10-7 m og 7
× 10-7 m (400 nm og 700 nm). Fra laveste til høyesteenergi, og derfor lengst til kortestbølgelengde,den spektrale rekkefølgen på synlige farger kan huskes av"Roy G. Biv ": rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett. Ultrafiolett stråling:Ultrafiolett lys (10-8 m til 4 × 10-7 m, eller 10 nm til 400 nm) brukes i solsenger og slippes ut av solen; det er den typen EM-energi som forårsaker solbrenthet og sannsynligvis hudkreft.
Røntgenbilder:Denne strålingen med høyere energi (10-11 til 10-8 m, eller 0,01 til 10 nm) brukes i diagnostikk; store eksponeringer kan være usikre for helsen. *Gamma-stråler:Den høyeste energiforbruket finnes zipping gjennom verdensrommet; denne strålingen har bølgelengder kortere enn 1/100 av et nanometer. Atmosfæren filtrerer heldigvis bort de fleste av disse.
Eksempel på elektromagnetisk spektrum
Du våkner opp på en planet der lysets hastighet er en beroligende 60 meter per sekund, men fysiske lover generelt er de samme som på jorden. Hvis bølgelengdene til blått og rødt lys på denne planeten er henholdsvis 5 cm og 10 cm, med gult som sitter nøyaktig mellom dem i spekteret, hva erFrekvensav gult lys her?
Bølgelengden λ av gult lys på denne planeten må være halvparten av avstanden mellom 5 og 10 cm, eller 7,5 cm. Siden λf = c = 300 m / s,
f = \ frac {60} {0.075} = 800 \ text {sykluser per sekund}
- Sykluser per sekund har sin egenavledet enheti fysikk, hertz (Hz).