Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα:
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι ο συνδυασμός κυμάτων σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που παράγονται από κινούμενα φορτία. Δηλαδή, οι κυματισμοί στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.
Η δημιουργία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ξεκινά με ένα φορτισμένο σωματίδιο. Αυτό το σωματίδιο δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο που ασκεί δύναμη σε άλλα σωματίδια. Καθώς το σωματίδιο επιταχύνεται, ταλαντεύεται στο ηλεκτρικό του πεδίο, το οποίο παράγει ένα μαγνητικό πεδίο. Όταν κινούνται, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από το φορτισμένο σωματίδιο είναι αυτο-διαιωνίζονται, αυτό σημαίνει ότι ένα ηλεκτρικό πεδίο που ταλαντεύεται ως συνάρτηση του χρόνου θα παράγει ένα μαγνητικό πεδίο και το αντίστροφο.
Χαρακτηριστικά ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χαρακτηρίζονται από:
- Δεν χρειάζονται ένα υλικό μέσο για διάδοση: διαδίδονται σε υλικά μέσα και σε κενό.
- Προέρχονται από ηλεκτρομαγνητικά σήματα.
- Είναι εγκάρσια κύματα: η κατεύθυνση της διάδοσης είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της ταλάντωσης.
- Είναι περιοδικά σε χρόνο και χώρο: οι ταλαντώσεις επαναλαμβάνονται σε ίσα χρονικά διαστήματα.
- Σε κενό, η ταχύτητα διάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων οποιασδήποτε συχνότητας είναι 3 x 108 Κυρία.
- Το μήκος κύματος είναι η απόσταση μεταξύ δύο παρακείμενων κορυφών μεταξύ κυμάτων, η οποία χαρακτηρίζεται από το ελληνικό γράμμα λάμδα λ.
- Η συχνότητα ενός κύματος είναι ο αριθμός κύκλων για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, εκφράζεται σε Hertz που σημαίνει κύκλους ανά δευτερόλεπτο.
Τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Ανάλογα με το μήκος κύματος και τη συχνότητα, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους.
Ραδιοκύματα
Τα ραδιοκύματα χαρακτηρίζονται από:
- συχνότητες μεταξύ 300 gigahertz (GHz) και 3 kilohertz (kHz) ·
- μήκη κύματος μεταξύ 1 mm και 100 km ·
- ταχύτητα 300.000 km / s.
Τα τεχνητά ραδιοκύματα χρησιμοποιούνται σε δορυφορικές επικοινωνίες και τηλεπικοινωνίες, σε ραδιοεκπομπές, σε ραντάρ και συστήματα πλοήγησης, και σε δίκτυα υπολογιστών.
Τα ραδιοκύματα AM που χρησιμοποιούνται σε εμπορικά ραδιοσήματα κυμαίνονται μεταξύ 540 και 1600 kHz. Η συντομογραφία AM αναφέρεται στο "διαμορφωμένο πλάτος". Από την άλλη πλευρά, τα ραδιοκύματα FM βρίσκονται στο εύρος συχνοτήτων από 88 έως 108 megahertz (MHz) και η συντομογραφία FM αναφέρεται σε "διαμόρφωση συχνότητας".
Τα ραδιοκύματα μπορούν να δημιουργηθούν φυσικά από κεραυνό ή άλλα αστρονομικά φαινόμενα.
ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ
Τα μικροκύματα είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που χαρακτηρίζονται από:
- συχνότητες μεταξύ 300 MHz και 300 GHz,
- μήκη κύματος μεταξύ 1 μέτρου και 1 mm ·
- ταξιδεύουν σε κενό με την ταχύτητα του φωτός.
Το πρόθεμα "micro" δείχνει ότι αυτά τα κύματα είναι μικρότερα από τα ραδιοκύματα. Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται επίσης για μετάδοση τηλεόρασης και τηλεπικοινωνιών, σε ασύρματα τηλέφωνα, σε φορητό ραδιοτηλέφωνο, σε φούρνους μικροκυμάτων και σε κινητά τηλέφωνα.
Υπέρυθρα κύματα
Τα υπέρυθρα κύματα είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που χαρακτηρίζονται από:
- συχνότητες μεταξύ 300 GHz και 400 terahertz (THz) ·
- μήκη κύματος μεταξύ 0,00074 και 1 mm.
Τα υπέρυθρα κύματα μπορούν να ταξινομηθούν με τη σειρά τους σε:
- υπέρυθρες ακτίνες: μεταξύ 300 GHz t 30 THz (1 mm έως 10 μm)
- το μεσαίο υπέρυθρο: μεταξύ 30 και 120 THz (10 έως 2,5 μm). Γ
- το εγγύς υπέρυθρο: μεταξύ 120 και 400 THz (2500 έως 750 nm).
Ορατό φως
Το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που χαρακτηρίζεται από:
- συχνότητες μεταξύ 400 και 790 THz.
- μήκη κύματος μεταξύ 390 και 750 nm.
- ταχύτητα 300.000 km / s.
Το ορατό φως παράγεται από τη δόνηση και την περιστροφή ατόμων και μορίων, καθώς και από ηλεκτρονικές μεταβάσεις εντός αυτών. Τα χρώματα παράγονται σε στενή ζώνη μήκους κύματος, δηλαδή:
- βιολετί: μεταξύ 380 και 450 nm.
- μπλε: μεταξύ 450 και 495 nm.
- πράσινο: μεταξύ 495 και 570 nm.
- κίτρινο: μεταξύ 570 και 590 nm;
- πορτοκαλί: μεταξύ 590 και 620 nm. Γ
- κόκκινο: μεταξύ 620 και 750 nm.
Υπεριώδες (UV) φως
Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα υπεριώδους φωτός ταξινομείται ως:
- Κοντά στην υπεριώδη ακτινοβολία: μεταξύ 300 και 400 nm.
- Μέσο UV: μεταξύ 200 και 300 nm;
- Μακριά UV: μεταξύ 200 και 122 nm. Γ
- Extreme UV: μεταξύ 10 και 122 nm.
Το υπεριώδες φως μπορεί να προκαλέσει χημικές αντιδράσεις και φθορισμό σε πολλές ουσίες. ο Ακραίο UV, μπορεί να προκαλέσει ιονισμό των ουσιών από τις οποίες διέρχεται (ιονίζουσα ακτινοβολία). Αυτός ο τύπος υπεριώδους φωτός εμποδίζεται από οξυγόνο στην ατμόσφαιρα και δεν φτάνει στην επιφάνεια της γης. Το υπεριώδες φως μεταξύ 280 και 315 nm εμποδίζεται από τη στιβάδα του όζοντος, αποτρέποντας τη ζημιά που μπορεί να προκαλέσει στα ζωντανά όντα. Μόνο το 3% του ηλιακού φωτός UV φτάνει στη Γη.
Αν και το υπεριώδες φως είναι αόρατο για τον άνθρωπο, μπορούμε να νιώσουμε τις επιπτώσεις του στο δέρμα, όταν μαυρίσουμε ή κάψουμε λόγω της παρατεταμένης έκθεσης στις ακτίνες του ήλιου. Άλλες επιβλαβείς επιπτώσεις του υπεριώδους φωτός είναι ο καρκίνος, ιδιαίτερα ο καρκίνος του δέρματος. Ωστόσο, οι άνθρωποι και όλα τα ζωντανά πλάσματα που παράγουν βιταμίνη D χρειάζονται υπεριώδες φως στην περιοχή των 295-297 nm.
Ακτινογραφίες
Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που χαρακτηρίζονται από:
- ενέργεια από 100 eV έως 100.000 eV.
- συχνότητες από 30 petahertz έως 30 exahertz.
- μήκη κύματος μεταξύ 0,01 και 10 nm.
Τα φωτόνια ακτίνων Χ έχουν αρκετή ενέργεια για να ιονίσουν άτομα και να σπάσουν τους μοριακούς δεσμούς, καθιστώντας αυτόν τον τύπο ακτινοβολίας επιβλαβές για τα έμβια όντα.
Ακτίνες γάμμα
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ακτίνων γάμμα χαρακτηρίζονται από:
- ενέργειες άνω των 100 keV.
- συχνότητες μεγαλύτερες από 1019 Ηζ;
- μήκη κύματος μικρότερα από 10 πικόμετρα.
Αυτά είναι τα κύματα με την υψηλότερη ενέργεια, που ανακαλύφθηκε από τον Paul Villard το 1900 ενώ μελετούσε τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το ραδιόφωνο. Παράγονται από ραδιενεργά υλικά.
