κυματιστάηλεκτρομαγνητικός είναι ταλαντώσεις που σχηματίζονται από ηλεκτρικά πεδίακαι μαγνητικόςμεταβλητές, οι οποίες διαδίδονται τόσο σε κενό όσο και σε υλικά μέσα. Είναι τρισδιάστατα και εγκάρσια κύματα που ταξιδεύουν στο ταχύτητα του φωτός, μεταφέρουν αποκλειστικά ενέργεια. Επιπλέον, έρχονται με τη μορφή ραδιοκυμάτων, μικροκυμάτων, υπερύθρων, ορατού φωτός, υπεριώδους, ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα, σε αύξουσα σειρά συχνότητας και ενέργειας.
Προτού συνεχίσουμε, προτείνουμε να διαβάσετε το άρθρο μας και να γνωρίσετε μερικές σημαντικές έννοιες ταξινόμηση κυμάτων.
Τι είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα;
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα προκύπτουν με βάση το αλληλεπίδραση μεταξύ αλλαγής ηλεκτρικών πεδίων ή μαγνητικών πεδίων. Αυτά διαδίδονται σε κενό με την ίδια ταχύτητα με το φως, περίπου 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Σε αντίθεση με τα μηχανικά κύματα, όπως το ήχος, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να διαδίδονται τόσο σε υλικά μέσα όσο και σε κενό. Επειδή είναι φαινόμενα κύματος, μπορούν να υποστούν ανάκλαση, διάθλαση, απορρόφηση, περίθλαση, παρεμβολές, σκέδαση και πόλωση.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα προβλέφθηκαν και θεωρήθηκαν από τον Σκωτσέζικο φυσικό και μαθηματικό ΤζέιμςΥπάλληλοςΜάξγουελ, που ενοποίησε τις εξισώσεις του ηλεκτρική ενέργεια Είναι από μαγνητισμός υπάρχουσες εξισώσεις (Εξισώσεις Faraday, Ampere και Gauss) σε κυματικές εξισώσεις.
Μάθετε περισσότερα:Michel Faraday - ένας από τους μεγαλύτερους πειραματιστές στην ιστορία!
Μέσω των εξισώσεων του, ο Maxwell μπόρεσε να υπολογίσει το συντελεστή του ταχύτητα διάδοσης απο κυματιστάηλεκτρομαγνητικός. Η πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων εμφανίστηκε μόνο μια δεκαετία αργότερα, μετά από πειράματα που πραγματοποίησε ο Γερμανός φυσικός ΧάινριχΧέρτζ.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν συχνότητα της ταλάντωσης, μήκοςσεκύμα και εύρος. Επίσης, το μήκος κύματος και η συχνότητα είναι ποσότητες αντιστρόφωςαναλογικά, Επομένως, κύματα υψηλής συχνότητας όπως ακτίνες Χ ή γάμμα, είχε πολύ μικρά μήκη. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και τις διάφορες περιοχές των υπαρχόντων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, σημειώστε:
Χαρακτηριστικά ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Μερικά χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων:
- Αυτοί είναι εγκάρσια, Δηλαδή, η διαταραχή που ευθύνεται για την παραγωγή τους συμβαίνει σε ένα κατεύθυνσηκάθετος στην κατεύθυνση διάδοσης. Στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, το ηλεκτρικό πεδίο, το μαγνητικό πεδίο και η κατεύθυνση διάδοσης είναι κάθετα μεταξύ τους.
- Διαδίδονται σε κενό με την ίδια ταχύτητα με το ορατό φως: 2,99792458.108 Κυρία, συμβολίζεται με το γράμμα c ·
- Τα δικα σου εύρος αφορά το δικό σας ένταση, Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαταραχή που μπορεί να προκαλέσει.
- Αυτοί είναι τρισδιάστατο, Δηλαδή, μετά την παραγωγή τους, διαδίδονται εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις.
- Όταν περνούν μέσα από υλικά μέσα, όπως αέρα ή νερό, τα δικά τους ταχύτητα διάδοσης μειώνεται, ενώ το δικό σας μήκος κύματος αυξάνεται, έτσι σας συχνότητα δεν αλλάζει. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως διάθλαση.
Δείτε επίσης: Τι είναι τα κύματα για τη φυσική; Ελέγξτε ασκήσεις και χάρτη μυαλού
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα στην καθημερινή ζωή
Δείτε μερικά παραδείγματα υπαρχόντων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή μας ζωή:
- Ραδιοκύματα: χρησιμοποιούνται ευρέως στις τηλεπικοινωνίες. Το σήμα ραδιοφώνου, τηλεόρασης και κινητού τηλεφώνου βρίσκεται σε αυτό το εύρος συχνοτήτων.
- ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ: Χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στις τηλεπικοινωνίες. Οι ασύρματοι δρομολογητές διαδικτύου, γνωστοί ως Wi-Fi, χρησιμοποιούν συχνότητες μικροκυμάτων που κυμαίνονται μεταξύ 2,4 GHz και 5,8 GHz.
- Υπέρυθρο: Αυτό είναι επίσης γνωστό ως κύμα θερμότητας. Ορισμένες συσκευές ασφαλείας που είναι εξοπλισμένες με νυχτερινή όραση είναι σε θέση να το πάρουν. Υπέρυθρη είναι το κύμα που εκπέμπεται όταν χρησιμοποιούμε τηλεχειριστήριο.
- Ορατό φως: είναι το εύρος των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που βρίσκονται μεταξύ των συχνοτήτων 480 THz και 750 THz.
- Υπεριώδης: μετά από ορισμένες συχνότητες, θεωρείται ιονίζουσα ακτινοβολία, δηλαδή ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα με δυνατότητα εκκίνησης. ηλεκτρόνια των μορίων, προκαλώντας την εμφάνιση κυτταρικών ανωμαλιών που μπορούν να εξελιχθούν σε α Καρκίνος, για παράδειγμα. Αυτή η συχνότητα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων χρησιμοποιείται ευρέως από εγκληματίες εμπειρογνώμονες για την ανίχνευση βιολογικών υλικών όπως αίμα και σάλιο Η ικανότητα ιονισμού του επιτρέπει επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αποστείρωση χειρουργικών εργαλείων, συρίγγων, δοχείων κ.λπ.
- ΑκτίνεςΧ: φτάνουν στη Γη σε μικρούς αριθμούς λόγω της παρουσίας του γήινη ατμόσφαιρα. Αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν πολύ υψηλές συχνότητες και μεγάλη ισχύ διείσδυσης, έτσι είναι χρησιμοποιείται για τη λήψη εικόνων οστών και αρθρώσεων και για τη θεραπεία όγκων, μέσω δίνει ακτινοθεραπεία
Δείτε περισσότερα:Ακτίνες Χ - ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής συχνότητας
- Γάμμα: παράγονται από πυρηνικές αντιδράσεις, στα οποία τα βασικά επίπεδα ενέργειας του άτομα ποικίλλω. Αυτά τα κύματα είναι εξαιρετικά ενεργητικά και έχουν υψηλή δύναμη διείσδυσης. Οι ακτίνες γάμμα χρησιμοποιούνται για αστρονομικές μελέτες και για την πρόκληση πυρηνικών αντιδράσεων.
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα και ύλη
Το πώς τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αλληλεπιδρούν με την ύλη εξαρτάται άμεσα από τη συχνότητά τους. Ελέγξτε πώς τα ηλεκτρικά φορτία και άλλα σωματίδια ανταποκρίνονται σε κάθε τύπο κύματος:
- κυματιστάσεραδιόφωνο: προώθηση της συλλογικής ταλάντωσης των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε μέταλλα, όπως συμβαίνει σε κεραίες που χρησιμοποιούνται σε ραδιόφωνα και τηλεοράσεις.
- ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ: έχουν συχνότητες παρόμοιες με τη συχνότητα περιστροφής των μορίων νερού, αυτό το κάνει τύπος ηλεκτρομαγνητικού κύματος μπορεί να αντηχεί με αυτά τα μόρια, θερμαίνοντάς τα μέσω του περιστροφή;
- Υπέρυθρο: προωθεί τη μοριακή δόνηση, είναι μία από τις κύριες μορφές μετάδοσης θερμότητας.
- Ορατό φως: Είναι σε θέση να παρέχει ενέργεια και να διεγείρει τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στα μόρια.
- Υπεριώδης: προάγει τη διέγερση των ηλεκτρονίων αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει την εκτόνωση των ηλεκτρονίων που βρίσκονται στο στρώμα σθένους ατόμων ·
- Ακτινογραφία: Είναι ικανά να σχίζουν ηλεκτρόνια από άτομα με ελαστική σύγκρουση μεταξύ φωτόνων και ατόμων. Αυτά τα φωτόνια απορροφώνται από άτομα και εκπέμπονται εκ νέου σε χαμηλότερες συχνότητες.
- Ακτίνεςγάμμα: Μπορούν να προκαλέσουν πυρηνικούς διεγέρσεις, οδηγώντας στη διάσπασή τους, αλλά μπορούν επίσης να δημιουργήσουν ζεύγη ύλης και αντιύλης, προκαλώντας τον αμοιβαίο αφανισμό αυτών των σωματιδίων.
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Ηλεκτρομαγνητικά κύματα"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
