ЭМ или электромагнитное излучение состоит из магнитного поля и электрического поля. Эти поля распространяются волнами, перпендикулярными друг другу, и их можно классифицировать на основе их длины волны, которая представляет собой расстояние между пиками двух волн. Тип электромагнитного излучения с самой длинной длиной волны - это радиоволны. Когда частицы ускоряются, меняют скорость или направление, они испускают электромагнитное излучение по всему спектру, включая длинноволновые радиоволны. Это происходит пятью основными способами.
Излучение черного тела
Черное тело - это объект, который поглощает, а затем повторно излучает излучение. Когда объект нагревается, его атомы и молекулы движутся, что вызывает высвобождение электромагнитного излучения с максимумом в разных точках электромагнитного спектра, в зависимости от температуры. Например, нагретый кусок металла сначала будет ощущаться теплым или инфракрасным, а затем будет светиться, когда войдет в видимую часть спектра. При гораздо более низких температурах излучается радиоволны.
Свободное излучение
Когда электроны в атомах газа вытесняются или теряются, они ионизируются. Это, как и излучение абсолютно черного тела, представляет собой еще одну форму теплового излучения. Это заставляет заряженные частицы двигаться в ионизированном газе, который ускоряет электроны. Ускоренные частицы испускают электромагнитное излучение, а некоторые газовые облака испускают его на радиоволнах, например, вблизи областей звездообразования или активных ядер галактик. Это также называется «свободным» излучением и «тормозным излучением».
Спектральная линия излучения
Третий тип теплового излучения - это излучение в спектральных линиях. Когда электроны в атомах переходят с высоких на низкие уровни энергии, высвобождается фотон - безмассовая единица энергии, которую можно рассматривать как эквивалент волны. Фотон имеет ту же энергию, что и разница между высоким и низким уровнями, с которых и на которые движутся выборы. В некоторых атомах, например в водороде, излучаются фотоны в радиодиапазоне ЭМ-спектра - 21 сантиметр, в случае водорода.
Излучение синхротрона
Это нетепловая форма излучения. Синхротронное излучение возникает, когда частицы ускоряются магнитным полем. Обычно электрон заряжен, так как он имеет меньшую массу, чем протоны, и поэтому ускоряется легче. Это заставляет его легче реагировать на магнитные поля. Электрон вращается вокруг магнитного поля, при этом выделяя энергию. Чем меньше энергии у него осталось, тем шире круг вокруг поля и тем больше длина волны электромагнитного излучения, которое оно излучает, включая радиоволны.
Мазеры
Мазеры - это еще один тип нетеплового излучения. Слово «мазер» на самом деле является аббревиатурой от «Микроволновое усиление за счет вынужденного излучения». Он похож на лазер, за исключением того, что мазер - это усиленное излучение с большей длиной волны. Мазер образуется, когда группа молекул возбуждается, а затем подвергается воздействию излучения определенной частоты. Это заставляет их излучать радиофотоны. Если источник энергии повторно активизирует молекулы, это сбрасывает процесс, и снова излучается мазер.