Wellenelektromagnetisch sind Schwingungen durch elektrische Felderund magnetischVariablen, die sich sowohl im Vakuum als auch in materiellen Medien ausbreiten. Sie sind dreidimensionale und transversale Wellen, die sich im Lichtgeschwindigkeit, ausschließlich tragen Energie. Darüber hinaus kommen sie in Form von Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, sichtbarem Licht, Ultraviolett, Röntgen- und Gammastrahlen in aufsteigender Frequenz- und Energiereihenfolge vor.
Bevor wir fortfahren, empfehlen wir Ihnen, unseren Artikel zu lesen und sich mit einigen wichtigen Konzepten vertraut zu machen Wellenklassifizierung.
Was sind elektromagnetische Wellen?
Elektromagnetische Wellen entstehen aufgrund der Wechselwirkung zwischen sich ändernden elektrischen Feldern oder magnetischen Feldern. Diese breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit aus, etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde. Im Gegensatz zu mechanischen Wellen, wie z Klangkönnen sich elektromagnetische Wellen sowohl in materiellen Medien als auch im Vakuum ausbreiten. Weil sie sind
Wellenphänomene, können sie Reflexion, Brechung, Absorption, Beugung, Interferenz, Streuung und Polarisation erfahren.
Elektromagnetische Wellen wurden vom schottischen Physiker und Mathematiker vorhergesagt und theoretisiert JamesVerkäuferMaxwell, das die Gleichungen von vereinheitlicht Elektrizität Es ist von Magnetismus bestehende Gleichungen (Gleichungen von Faraday, Ampere und Gauss) in Wellengleichungen.
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Mit seinen Gleichungen konnte Maxwell den Modul von. berechnen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Wellenelektromagnetisch. Die experimentelle Bestätigung der Existenz elektromagnetischer Wellen erfolgte erst etwa ein Jahrzehnt später nach Experimenten des deutschen Physikers HeinrichHertz.
Alle elektromagnetischen Wellen haben Frequenz der Schwingung, LängeimWelle und Amplitude. Auch Wellenlänge und Frequenz sind Größen umgekehrtproportional, daher hochfrequente Wellen wie Röntgenstrahlen oder Gamma, hatte sehr kleine Längen. Die folgende Abbildung zeigt die elektromagnetisches Spektrum und die verschiedenen Reichweiten vorhandener elektromagnetischer Wellen beachten:
Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
Einige Eigenschaften elektromagnetischer Wellen:
- Sie sind Transversale, das heißt, die Störung, die für ihre Erzeugung verantwortlich ist, geschieht in a Richtungaufrecht zu seiner Ausbreitungsrichtung. Bei elektromagnetischen Wellen stehen das elektrische Feld, das magnetische Feld und die Ausbreitungsrichtung senkrecht aufeinander;
- Sie breiten sich im Vakuum mit der gleichen Geschwindigkeit wie sichtbares Licht aus: 2,99792458.108 Frau, symbolisiert durch den Buchstaben c;
- Ihre Amplitude betrifft dich Intensität, je größer die Amplitude einer elektromagnetischen Welle ist, desto größer ist die Störung, die sie erzeugen kann;
- Sie sind dreidimensional, das heißt, nachdem sie erzeugt wurden, breiten sie sich in alle Richtungen gleich aus;
- Beim Durchgang durch materielle Medien wie Luft oder Wasser werden ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit nimmt ab, während Ihr Wellenlänge erhöht, also dein Frequenz ändert sich nicht. Dieses Phänomen ist bekannt als Brechung.
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Elektromagnetische Wellen im Alltag
Sehen Sie sich einige Beispiele für bestehende elektromagnetische Wellen an, die in unserem täglichen Leben weit verbreitet sind:
- Radiowellen: sind in der Telekommunikation weit verbreitet. Das Radio-, Fernseh- und Handysignal liegt in diesem Frequenzbereich;
- Mikrowelle: sie werden auch häufig in der Telekommunikation verwendet. Drahtlose Internetrouter, im Volksmund als Wi-Fi bekannt, verwenden Mikrowellenfrequenzen zwischen 2,4 GHz und 5,8 GHz;
- Infrarot: Dies wird auch als Hitzewelle bezeichnet. Einige Sicherheitsgeräte, die mit Nachtsicht ausgestattet sind, können es aufnehmen. Infrarot ist die Welle, die ausgestrahlt wird, wenn wir eine Fernbedienung verwenden;
- Sichtbares Licht: es ist der Bereich elektromagnetischer Wellen, der sich zwischen den Frequenzen von 480 THz und 750 THz befindet.
- Ultraviolett: ab bestimmten Frequenzen gilt sie als ionisierende Strahlung, also als elektromagnetische Welle mit Startpotential. Elektronen der Moleküle, was das Auftreten von Zellanomalien verursacht, die sich zu einem Krebs, beispielsweise. Diese elektromagnetische Wellenfrequenz wird von kriminellen Experten häufig verwendet, um biologisches Material wie Blut und Speichel zu erkennen; seine Ionisationskapazität ermöglicht auch die Sterilisation von chirurgischen Utensilien, Spritzen, Behältern usw.;
- Strahlenx: aufgrund der Anwesenheit von. in geringer Zahl auf der Erde ankommen Erdatmosphäre. Diese elektromagnetischen Wellen haben sehr hohe Frequenzen und eine große Durchdringungskraft, also sind sie verwendet, um Bilder von Knochen und Gelenken zu erhalten und zur Behandlung von Tumoren, durch gibt Strahlentherapie
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- Gamma: werden produziert von Kernreaktionen, in dem die Kernenergieniveaus der Atome variieren. Diese Wellen sind extrem energiereich und haben eine hohe Durchdringungskraft. Gammastrahlen werden für astronomische Studien und zur Induktion von Kernreaktionen verwendet.
Elektromagnetische Wellen und Materie
Wie elektromagnetische Wellen mit Materie interagieren, hängt direkt von ihrer Frequenz ab. Prüfen Sie, wie elektrische Ladungen und andere Teilchen auf jede Wellenart reagieren:
- WellenimRadio: die kollektive Schwingung freier Elektronen in Metallen fördern, wie sie bei Antennen in Radios und Fernsehgeräten auftritt;
- Mikrowelle: haben Frequenzen ähnlich der Rotationsfrequenz von Wassermolekülen, dies macht dies elektromagnetische Wellen können mit diesen Molekülen in Resonanz treten und sie durch die Drehung;
- Infrarot: fördert die molekulare Schwingung, ist eine der Hauptformen der Wärmeübertragung;
- Sichtbares Licht: es ist in der Lage, Energie zu liefern und die in Molekülen vorhandenen Elektronen anzuregen;
- Ultraviolett: fördert die Anregung von Elektronen, kann aber auch den Ausstoß von Elektronen bewirken, die sich im Valenzschicht von Atomen;
- Röntgen: sie sind in der Lage, durch elastische Kollision zwischen Photonen und Atomen Elektronen aus Atomen zu reißen. Diese Photonen werden von Atomen absorbiert und bei niedrigeren Frequenzen wieder emittiert;
- StrahlenGamma: sie können Kernanregungen verursachen, die zu ihrer Dissoziation führen, aber sie können auch Paare von Materie und Antimaterie erzeugen, die zur gegenseitigen Vernichtung dieser Teilchen führen.
Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm