faleelektromagnetyczny są oscylacje utworzone przez pola elektrycznei magnetycznyzmienne, które propagują się zarówno w próżni, jak i w mediach materialnych. Są to fale trójwymiarowe i poprzeczne, które przemieszczają się w prędkość światła, niosąc wyłącznie energia. Ponadto występują one w postaci fal radiowych, mikrofal, podczerwieni, światła widzialnego, ultrafioletu, promieni rentgenowskich i promieni gamma, w porządku rosnącym częstotliwości i energii.
Zanim przejdziemy dalej, sugerujemy przeczytanie naszego artykułu i zapoznanie się z kilkoma ważnymi pojęciami na temat klasyfikacja fal.
Czym są fale elektromagnetyczne?
Fale elektromagnetyczne powstają w oparciu o interakcja między zmieniającymi się polami elektrycznymi lub magnetycznymi. Rozchodzą się one w próżni z taką samą prędkością jak światło, około 300 000 kilometrów na sekundę. W przeciwieństwie do fal mechanicznych, takich jak dźwiękfale elektromagnetyczne mogą rozchodzić się zarówno w ośrodkach materialnych, jak iw próżni. Ponieważ oni są
zjawiska falowe, mogą ulegać odbiciu, załamaniu, absorpcji, dyfrakcji, interferencji, rozproszeniu i polaryzacji.
Fale elektromagnetyczne były przewidywane i teoretyzowane przez szkockiego fizyka i matematyka JamesUrzędnikMaxwella, który ujednolicił równania Elektryczność Jest od magnetyzm istniejące równania (równania Faradaya, Ampera i Gaussa) w równaniach falowych.
Wiedzieć więcej:Michel Faraday – jeden z największych eksperymentatorów w historii!
Dzięki swoim równaniom Maxwell był w stanie obliczyć moduł prędkość propagacji z faleelektromagnetyczny. Eksperymentalne potwierdzenie istnienia fal elektromagnetycznych pojawiło się dopiero około dekadę później, po eksperymentach przeprowadzonych przez niemieckiego fizyka HenrykaHerc.
Wszystkie fale elektromagnetyczne mają częstotliwość oscylacji, długośćwfala i amplituda. Również długość fali i częstotliwość są wielkościami odwrotnieproporcjonalny, dlatego fale o wysokiej częstotliwości, takie jak promieniowanie rentgenowskie lub gamma, miał bardzo małe długości. Poniższy rysunek przedstawia widmo elektromagnetyczne oraz różne zakresy istniejących fal elektromagnetycznych, zauważ:
Charakterystyka fal elektromagnetycznych
Niektóre cechy fal elektromagnetycznych:
- Oni są poprzeczki, to znaczy, że zakłócenie odpowiedzialne za ich wytworzenie ma miejsce w kierunekprostopadły do jego kierunku propagacji. W falach elektromagnetycznych pole elektryczne, pole magnetyczne i kierunek propagacji są do siebie prostopadłe;
- Rozchodzą się w próżni z taką samą prędkością jak światło widzialne: 2,99792458.108 SM, symbolizowany przez literę c;
- Twój amplituda dotyczy twojego intensywność, im większa amplituda fali elektromagnetycznej, tym większe zaburzenie jest ona w stanie wytworzyć;
- Oni są trójwymiarowy, to znaczy po wytworzeniu rozchodzą się równomiernie we wszystkich kierunkach;
- Kiedy przechodzą przez media materialne, takie jak powietrze lub woda, ich prędkość propagacji maleje, podczas gdy twój długość fali wzrasta, więc twój częstotliwość nie zmienia. Zjawisko to jest znane jako refrakcja.
Zobacz też: Czym są fale dla fizyki? Sprawdź ćwiczenia i mapę myśli
Fale elektromagnetyczne w życiu codziennym
Sprawdź kilka przykładów istniejących fal elektromagnetycznych, które są szeroko stosowane w naszym codziennym życiu:
- Fale radiowe: są szeroko stosowane w telekomunikacji. Sygnał radiowy, telewizyjny i komórkowy znajduje się w tym zakresie częstotliwości;
- Kuchenka mikrofalowa: są również szeroko stosowane w telekomunikacji. Bezprzewodowe routery internetowe, popularnie zwane Wi-Fi, wykorzystują częstotliwości mikrofal w zakresie od 2,4 GHz do 5,8 GHz;
- Podczerwień: Jest to również znane jako fala upałów. Niektóre urządzenia zabezpieczające wyposażone w noktowizor są w stanie go podnieść. Podczerwień to fala emitowana, gdy korzystamy z pilota;
- Widzialne światło: jest to zakres fal elektromagnetycznych o częstotliwościach od 480 THz do 750 THz.
- Ultrafioletowy: po pewnych częstotliwościach uważa się, że jest to promieniowanie jonizujące, czyli fala elektromagnetyczna z potencjałem do startu. elektrony cząsteczek, powodując pojawienie się anomalii komórkowych, które mogą ewoluować w rak, na przykład. Ta częstotliwość fal elektromagnetycznych jest szeroko wykorzystywana przez ekspertów kryminalnych do wykrywania materiałów biologicznych, takich jak krew i ślina; jego zdolność jonizacyjna pozwala również na zastosowanie go do sterylizacji przyborów chirurgicznych, strzykawek, pojemników itp.;
- Promieniex: przybywają na Ziemię w małych ilościach ze względu na obecność atmosfera ziemska. Te fale elektromagnetyczne mają bardzo wysokie częstotliwości i dużą siłę przenikania, więc są służy do uzyskiwania obrazów kości i stawów oraz do leczenia nowotworów, poprzez daje radioterapia
Zobacz więcej:Promieniowanie rentgenowskie - promieniowanie elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości frequency
- Gamma: są produkowane przez reakcje jądrowe, w którym podstawowe poziomy energetyczne atomy różnią się. Fale te są niezwykle energetyczne i mają dużą siłę penetracji. Promienie gamma są wykorzystywane do badań astronomicznych i do wywoływania reakcji jądrowych.
Fale elektromagnetyczne i materia
To, jak fale elektromagnetyczne oddziałują z materią, zależy bezpośrednio od ich częstotliwości. Sprawdź, jak ładunki elektryczne i inne cząstki reagują na każdy rodzaj fali:
- falewradio: promować kolektywną oscylację swobodnych elektronów w metalach, tak jak ma to miejsce w antenach stosowanych w odbiornikach radiowych i telewizyjnych;
- Kuchenka mikrofalowa: mają częstotliwości zbliżone do częstotliwości rotacji cząsteczek wody, to sprawia, że rodzaj fali elektromagnetycznej może wchodzić w rezonans z tymi cząsteczkami, podgrzewając je przez obrót;
- Podczerwień: promuje wibracje molekularne, jest jedną z głównych form przenoszenia ciepła;
- Widzialne światło: jest w stanie dostarczyć energię i wzbudzić elektrony obecne w cząsteczkach;
- Ultrafioletowy: promuje wzbudzanie elektronów, ale może również powodować wyrzucanie elektronów znajdujących się w warstwa walencyjna atomów;
- Prześwietlenie: są zdolne do odrywania elektronów od atomów poprzez sprężyste zderzenia fotonów z atomami. Te fotony są absorbowane przez atomy i ponownie emitowane przy niższych częstotliwościach;
- Promieniegamma: mogą powodować wzbudzenia jądrowe, prowadzące do ich dysocjacji, ale mogą również generować pary materii i antymaterii, powodując wzajemną anihilację tych cząstek.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm
