גליםאלקטרומגנטית הם תנודות שנוצרו על ידי שדות חשמלייםו מַגנֶטִימשתנים, שמתפשטים גם בוואקום וגם בתקשורת חומרית. הם גלים תלת מימדיים ורוחביים הנעים בתוך מהירות האור, נושאת באופן בלעדי אֵנֶרְגִיָה. יתר על כן, הם מגיעים בצורה של גלי רדיו, מיקרוגל, אור אינפרא אדום, גלוי, אולטרה סגול, צילומי רנטגן וקרני גמא, בסדר עולה של תדרים ואנרגיה.
לפני שנמשיך, אנו ממליצים שתקרא את המאמר שלנו ותכיר כמה מושגים חשובים אודות סיווג גל.
מהם גלים אלקטרומגנטיים?
גלים אלקטרומגנטיים נוצרים על בסיס אינטראקציה בין שינוי שדות חשמליים או שדות מגנטיים. אלה מתפשטים בוואקום באותה מהירות כמו האור, כ -300,000 ק"מ לשנייה. שלא כמו גלים מכניים, כגון נשמע, גלים אלקטרומגנטיים יכולים להתפשט גם בתקשורת חומרית וגם בחלל ריק. כי הם תופעות גל, הם יכולים לעבור השתקפות, שבירה, קליטה, עקיפה, הפרעה, פיזור וקיטוב.
גלים אלקטרומגנטיים ניבאו ותיאורטו על ידי הפיזיקאי והמתמטיקאי הסקוטי ג'יימספָּקִידמקסוול, שאיחד את המשוואות של חַשְׁמַל זה מ מַגנֶטִיוּת משוואות קיימות (משוואות של פאראדיי, אמפר וגאוס) במשוואות גלים.
יודע יותר:מישל פאראדיי - מגדולי הניסויים בהיסטוריה!
באמצעות המשוואות שלו הצליח מקסוול לחשב את המודול של מהירות התפשטות של ה גליםאלקטרומגנטית. אישור ניסיוני לקיומם של גלים אלקטרומגנטיים הופיע רק כעשור לאחר מכן, לאחר ניסויים שביצע הפיזיקאי הגרמני. היינריךהרץ.
לכל הגלים האלקטרומגנטיים יש תדירות של תנודה, אורךבגַל ו אמפליטודה. כמו כן, אורך הגל והתדירות הם כמויות בְּיַחַס הָפוּךיַחֲסִי, לכן, גלי תדרים גבוהים כגון צילומי רנטגן או גמא, היו באורכים קטנים מאוד. האיור הבא מראה את הספקטרום האלקטרומגנטי והטווחים השונים של הגלים האלקטרומגנטיים הקיימים, שימו לב:
מאפייני גלים אלקטרומגנטיים
כמה מאפיינים של גלים אלקטרומגנטיים:
- הם חוצה, כלומר, ההפרעה האחראית לייצורם מתרחשת בא כיווןאֲנָכִי לכיוון התפשטותו. בגלים אלקטרומגנטיים, השדה החשמלי, השדה המגנטי וכיוון ההתפשטות מאונכים זה לזה;
- הם מתפשטים בוואקום באותה מהירות כמו האור הנראה: 2,99792458.108 גברת, מסומל באות ג;
- שֶׁלְךָ אמפליטודה נוגע ל שלך עָצמָה, ככל שהמשרעת של גל אלקטרומגנטי גדולה יותר, כך ההפרעה שהוא מסוגל לייצר גדולה יותר;
- הם תלת ממד, כלומר לאחר הפקתם הם מתפשטים באותה מידה לכל הכיוונים;
- כאשר הם עוברים באמצעי תקשורת חומריים, כגון אוויר או מים, שלהם מהירות התפשטות פוחתת, בעוד שלך אֹרֶך גַל עולה, כך שלך תדירות לא משתנה. תופעה זו ידועה בשם שבירה.
ראה גם: מהם גלים לפיזיקה? בדוק תרגילים ומפת חשיבה
גלים אלקטרומגנטיים בחיי היומיום
בדוק כמה דוגמאות לגלים אלקטרומגנטיים קיימים הנמצאים בשימוש נרחב בחיי היומיום שלנו:
- גלי רדיו: נמצאים בשימוש נרחב בטלקומוניקציה. אות הרדיו, הטלוויזיה והטלפון הנייד נמצא בטווח תדרים זה;
- מיקרוגל: הם נמצאים בשימוש נרחב גם בטלקומוניקציה. נתבי אינטרנט אלחוטי, הידוע בכינויו Wi-Fi, משתמשים בתדרי מיקרוגל הנעים בין 2.4 ג'יגה-הרץ ל -5.8 ג'יגה-הרץ;
- אינפרא אדום: זה ידוע גם בשם גל חום. חלק ממכשירי האבטחה המצוידים בראיית לילה מסוגלים להרים אותו. אינפרא אדום הוא הגל שנפלט כאשר אנו משתמשים בשלט רחוק;
- אור נראה: זהו טווח הגלים האלקטרומגנטיים הממוקם בין התדרים של 480 THz ו- 750 THz.
- אוּלְטרָה סָגוֹל: לאחר תדרים מסוימים, זה נחשב לקרינה מייננת, כלומר גל אלקטרומגנטי עם פוטנציאל התחלה. אלקטרונים של המולקולות, מה שגורם להופעת חריגות תאיות שיכולות להתפתח ל סרטן, לדוגמה. תדירות גל אלקטרומגנטית זו נמצאת בשימוש נרחב על ידי מומחים פליליים לאיתור חומרים ביולוגיים כמו דם ורוק; יכולת היינון שלו מאפשרת גם להשתמש בה לעיקור כלים כירורגיים, מזרקים, מיכלים וכו '.
- קרנייםאיקס: להגיע לכדור הארץ בכמות קטנה בגלל נוכחותו של אווירת אדמה. לגלים אלקטרומגנטיים אלו תדרים גבוהים מאוד ועוצמת חדירה גדולה, כך הם משמש להשגת תמונות של עצמות ומפרקים ולטיפול בגידולים, דרך נותן רדיותרפיה
ראה עוד:צילומי רנטגן - קרינה אלקטרומגנטית בתדירות גבוהה
- גמא: מיוצרים על ידי תגובות גרעיניות, שבו רמות האנרגיה הליבה של אטומים לְהִשְׁתַנוֹת. גלים אלה הם אנרגטיים ביותר ובעלי כוח חדירה גבוה. קרני גמא משמשות למחקרים אסטרונומיים ולהשראת תגובות גרעיניות.
גלים וחומר אלקטרומגנטיים
האופן שבו גלים אלקטרומגנטיים מתקשרים עם חומר תלוי ישירות בתדירות שלהם. בדוק כיצד מטענים חשמליים וחלקיקים אחרים מגיבים לכל סוג גל:
- גליםברָדִיוֹ: לקדם תנודה קולקטיבית של אלקטרונים חופשיים במתכות, כפי שקורה באנטנות המשמשות במכשירי רדיו וטלוויזיות;
- מיקרוגל: יש תדרים דומים לתדר הסיבוב של מולקולות מים, זה גורם לכך סוג של גל אלקטרומגנטי יכול להדהד עם מולקולות אלה, לחמם אותם דרך רוֹטַציָה;
- אינפרא אדום: מקדם רטט מולקולרי, הוא אחת הצורות העיקריות להעברת חום;
- אור נראה: הוא מסוגל לספק אנרגיה ולרגש את האלקטרונים הקיימים במולקולות;
- אוּלְטרָה סָגוֹל: מקדם עירור אלקטרונים אך יכול גם לגרום לפליטה של אלקטרונים הנמצאים ב שכבת הערכיות של אטומים;
- צילום רנטגן: הם מסוגלים לקרוע אלקטרונים מאטומים על ידי התנגשות אלסטית בין פוטונים לאטומים. פוטונים אלה נקלטים באטומים ונפלטים מחדש בתדרים נמוכים יותר;
- קרנייםגמא: הם יכולים לגרום לריגושים גרעיניים, מה שמוביל לניתוק שלהם, אך הם יכולים גם ליצור זוגות וחומר נגד זרימה, ולגרום להשמדה הדדית של חלקיקים אלה.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm