Elektromagnetické vlny: jaké jsou a vlastnosti

vlnyelektromagnetické jsou oscilace tvořené elektrická polea magnetickýproměnné, které se šíří jak ve vakuu, tak v materiálovém médiu. Jsou to trojrozměrné a příčné vlny, které se pohybují v rychlost světla, nesoucí výhradně energie. Dále přicházejí ve formě rádiových vln, mikrovln, infračerveného záření, viditelného světla, ultrafialového záření, rentgenových paprsků a paprsků gama, ve vzestupném pořadí podle frekvence a energie.

Než budeme pokračovat, doporučujeme vám přečíst si náš článek a seznámit se s některými důležitými pojmy klasifikace vln.

Co jsou elektromagnetické vlny?

Elektromagnetické vlny vznikají na základě interakce mezi měnícími se elektrickými poli nebo magnetickými poli. Ty se šíří ve vakuu stejnou rychlostí jako světlo, asi 300 000 kilometrů za sekundu. Na rozdíl od mechanických vln, jako je zvuk, elektromagnetické vlny se mohou šířit jak v materiálovém médiu, tak ve vakuu. Protože oni jsou vlnové jevy, mohou podstoupit odraz, lom, absorpci, difrakci, interferenci, rozptyl a polarizaci.

Elektromagnetické vlny jsou vytvářeny na základě měnících se elektrických a magnetických polí.

Skotský fyzik a matematik předpovídal a teoretizoval elektromagnetické vlny JamesÚředníkMaxwell, který sjednotil rovnice elektřina To je od magnetismus existující rovnice (Faradayovy, Ampérovy a Gaussovy rovnice) ve vlnových rovnicích.

Vědět více:Michel Faraday - jeden z největších experimentátorů v historii!

Prostřednictvím svých rovnic byl Maxwell schopen vypočítat modul z rychlost šíření z vlnyelektromagnetické. Experimentální potvrzení existence elektromagnetických vln se objevilo až o deset let později, po experimentech provedených německým fyzikem HeinrichHertz.

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Všechny elektromagnetické vlny mají frekvence kmitání, délkavmávat a amplituda. Vlnová délka a frekvence jsou také veličiny obráceněúměrný, proto vysokofrekvenční vlny, jako jsou rentgenové paprsky nebo gama, měl velmi malé délky. Následující obrázek ukazuje elektromagnetické spektrum a různé rozsahy existujících elektromagnetických vln, nezapomeňte:

Vlastnosti elektromagnetických vln

Některé charakteristiky elektromagnetických vln:

• Oni jsou příčné, to znamená, že porucha odpovědná za jejich výrobu nastává v a směrkolmý do jeho směru šíření. V elektromagnetických vlnách jsou elektrické pole, magnetické pole a směr šíření navzájem kolmé;
• Šíří se ve vakuu stejnou rychlostí jako viditelné světlo: 2,99792458.10⁸ slečna, symbolizované písmenem c;
• Vaše amplituda týká se vašeho intenzita, čím větší je amplituda elektromagnetické vlny, tím větší je rušení, které je schopno vytvářet;
• Oni jsou trojrozměrný, to znamená, že po vyrobení se šíří rovnoměrně všemi směry;
• Když procházejí hmotnými médii, jako je vzduch nebo voda, jejich rychlost šíření klesá, zatímco vaše vlnová délka zvyšuje, takže vaše frekvence se nemění. Tento jev je znám jako lom světla.

Podívejte se také: Co jsou vlny pro fyziku? Zkontrolujte cvičení a myšlenkovou mapu

Elektromagnetické vlny v každodenním životě

Podívejte se na několik příkladů stávajících elektromagnetických vln, které jsou v našem každodenním životě široce používány:

• Rádiové vlny: jsou široce používány v telekomunikacích. Rádiový, televizní a mobilní telefon je v tomto frekvenčním rozsahu;
• Mikrovlnná trouba: jsou také široce používány v telekomunikacích. Bezdrátové směrovače internetu, populárně známé jako Wi-Fi, používají mikrovlnné frekvence v rozmezí 2,4 GHz až 5,8 GHz;
• Infračervený: Je také známá jako vlna veder. Některá bezpečnostní zařízení vybavená nočním viděním to dokážou zachytit. Infračervené záření je vlna vyzařovaná, když používáme dálkové ovládání;
• viditelné světlo: jedná se o rozsah elektromagnetických vln umístěných mezi frekvencemi 480 THz a 750 THz.
• Ultrafialový: po určitých frekvencích se považuje za ionizující záření, tj. elektromagnetickou vlnu s potenciálem začít. elektrony molekul, což způsobuje výskyt buněčných anomálií, které se mohou vyvinout do a rakovina, například. Tato frekvence elektromagnetických vln je široce používána zločineckými experty k detekci biologických materiálů, jako je krev a sliny; jeho ionizační kapacita také umožňuje jeho použití ke sterilizaci chirurgického náčiní, stříkaček, nádob atd .;
• PaprskyX: dorazit na Zemi v malém počtu kvůli přítomnosti zemská atmosféra. Tyto elektromagnetické vlny mají velmi vysoké frekvence a velkou penetrační sílu používá se k získávání obrazů kostí a kloubů ak léčbě nádorů prostřednictvím dává radioterapie

Vidět víc:Rentgenové záření - vysokofrekvenční elektromagnetické záření

• Gama: vyrábí společnost jaderné reakce, ve kterém energetické úrovně jádra jádra atomy lišit se. Tyto vlny jsou extrémně energetické a mají vysokou penetrační sílu. Gama paprsky se používají pro astronomické studie a pro vyvolání jaderných reakcí.

Elektromagnetické vlny a hmota

To, jak elektromagnetické vlny interagují s hmotou, přímo závisí na jejich frekvenci. Zkontrolujte, jak elektrické náboje a jiné částice reagují na každý typ vlny:

• vlnyvrádio: podporovat kolektivní oscilaci volných elektronů v kovech, jak se vyskytuje v anténách používaných v rádiích a televizích;
• Mikrovlnná trouba: mají frekvence podobné frekvenci otáčení molekul vody, to dělá toto druh elektromagnetické vlny může rezonovat s těmito molekulami a zahřívat je skrz otáčení;
• Infračervený: podporuje molekulární vibrace, je jednou z hlavních forem přenosu tepla;
• viditelné světlo: je schopen dodávat energii a vzrušovat elektrony přítomné v molekulách;
• Ultrafialový: podporuje buzení elektronů, ale může také způsobit vysunutí elektronů, které jsou v valenční vrstva atomů;
• Rentgen: jsou schopni vytrhnout elektrony z atomů elastickou kolizí mezi fotony a atomy. Tyto fotony jsou absorbovány atomy a znovu emitovány při nižších frekvencích;
• Paprskygama: mohou způsobit jaderné vzrušení, což vede k jejich disociaci, ale mohou také generovat páry hmoty a antihmoty, což způsobí vzájemné zničení těchto částic.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

HELERBROCK, Rafaeli. "Elektromagnetické vlny"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.