Електромагнітні хвилі: що це таке і характеристики

хвиліелектромагнітний - це коливання, утворені електричні поляі магнітнийзмінні, які поширюються як у вакуумі, так і в матеріальних середовищах. Вони являють собою тривимірні та поперечні хвилі, які рухаються в швидкість світла, несучи виключно енергія. Крім того, вони бувають у вигляді радіохвиль, мікрохвиль, інфрачервоного, видимого світла, ультрафіолету, рентгенівських та гамма-променів у порядку зростання частоти та енергії.

Перш ніж продовжити, пропонуємо прочитати нашу статтю та ознайомитися з деякими важливими поняттями про хвильова класифікація.

Що таке електромагнітні хвилі?

Електромагнітні хвилі виникають на основі взаємодія між мінливими електричними полями або магнітними полями. Вони поширюються у вакуумі з тією ж швидкістю, що і світло, приблизно 300 000 кілометрів на секунду. На відміну від механічних хвиль, таких як звук, електромагнітні хвилі можуть поширюватися як у матеріальних середовищах, так і у вакуумі. Тому що вони є хвильові явища, вони можуть зазнати відбиття, заломлення, поглинання, дифракції, інтерференції, розсіювання та поляризації.

Електромагнітні хвилі формуються на основі змінних електричних і магнітних полів.

Електромагнітні хвилі були передбачені та теоретизовані шотландським фізиком та математиком ДжеймсДіловодМаксвелл, що уніфікували рівняння електрика Це від магнетизм існуючі рівняння (Рівняння Фарадея, Ампера та Гауса) у хвильових рівняннях.

Дізнайтеся більше:Мішель Фарадей - один з найбільших експериментаторів в історії!

За допомогою своїх рівнянь Максвелл зміг обчислити модуль швидкість поширення з хвиліелектромагнітний. Експериментальне підтвердження існування електромагнітних хвиль з’явилося лише приблизно через десять років, після експериментів, проведених німецьким фізиком ГенріхГерц.

Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)

Всі електромагнітні хвилі мають частота коливань, довжинавхвиля і амплітуда. Крім того, довжина хвилі та частота є величинами оберненопропорційний, отже, високочастотні хвилі, такі як рентгенівські промені або гамма, мали дуже малі довжини. На наступному малюнку показано електромагнітний спектр та різні діапазони існуючих електромагнітних хвиль, зверніть увагу:

Характеристика електромагнітних хвиль

Деякі характеристики електромагнітних хвиль:

• Вони є трансверсали, тобто порушення, відповідальне за їх виробництво, відбувається в напрямкуперпендикулярний до напрямку його поширення. В електромагнітних хвилях електричне поле, магнітне поле та напрямок поширення перпендикулярні один одному;
• Вони поширюються у вакуумі з тією ж швидкістю, що і видиме світло: 2,99792458.10⁸ РС, що символізується літерою c;
• Ваш амплітуда стосується вашого інтенсивність, чим більша амплітуда електромагнітної хвилі, тим більші збурення вона здатна виробляти;
• Вони є тривимірна, тобто після виробництва вони поширюються однаково у всіх напрямках;
• Коли вони проходять через матеріальні середовища, такі як повітря або вода, їх швидкість поширення зменшується, тоді як ваш довжина хвилі збільшується, так що ваш частота не змінюється. Це явище відоме як рефракція.

Дивіться також: Що таке хвилі для фізики? Перевірте вправи та карту розуму

Електромагнітні хвилі в повсякденному житті

Ознайомтеся з деякими прикладами існуючих електромагнітних хвиль, які широко використовуються в нашому повсякденному житті:

• Радіохвилі: широко використовуються в телекомунікаціях. Сигнал радіо, телебачення та стільникового телефону знаходиться в цьому діапазоні частот;
• Мікрохвильова піч: вони також широко використовуються в телекомунікаціях. Бездротові інтернет-маршрутизатори, відомі в народі як Wi-Fi, використовують мікрохвильові частоти в діапазоні від 2,4 ГГц до 5,8 ГГц;
• Інфрачервоний: Це також відомо як теплова хвиля. Деякі пристрої безпеки, обладнані нічним баченням, здатні його підхопити. Інфрачервона - це хвиля, що випромінюється, коли ми використовуємо пульт дистанційного керування;
• Видиме світло: це діапазон електромагнітних хвиль, розташований між частотами 480 ТГц і 750 ТГц.
• Ультрафіолет: після певних частот це вважається іонізуючим випромінюванням, тобто електромагнітною хвилею з потенційним пуском. електрони молекул, викликаючи появу клітинних аномалій, які можуть перерости в рак, наприклад. Ця частота електромагнітних хвиль широко використовується кримінальними експертами для виявлення біологічних матеріалів, таких як кров та слина; його іонізаційна здатність також дозволяє використовувати його для стерилізації хірургічного посуду, шприців, контейнерів тощо;
• Променіх: прибути на Землю в невеликій кількості через наявність земна атмосфера. Ці електромагнітні хвилі мають дуже високі частоти та велику потужність проникнення, тому вони є використовується для отримання зображень кісток і суглобів та для лікування пухлин, через дає променева терапія

Побачити більше:Рентген - високочастотне електромагнітне випромінювання

• Гамма: виробляються ядерні реакції, в якому основний енергетичний рівень атоми варіюються. Ці хвилі надзвичайно енергійні і мають високу силу проникнення. Гамма-промені використовуються для астрономічних досліджень та індукції ядерних реакцій.

Електромагнітні хвилі та речовина

Як електромагнітні хвилі взаємодіють з речовиною, безпосередньо залежить від їх частоти. Перевірте, як електричні заряди та інші частинки реагують на кожен тип хвилі:

• хвиліврадіо: сприяти колективному коливанню вільних електронів у металах, як це відбувається в антенах, що використовуються в радіо та телевізорах;
• Мікрохвильова піч: мають частоти, подібні до частоти обертання молекул води, це робить це Тип електромагнітної хвилі може резонувати з цими молекулами, нагріваючи їх через обертання;
• Інфрачервоний: сприяє молекулярній вібрації, є однією з основних форм передачі тепла;
• Видиме світло: він здатний подавати енергію і збуджувати електрони, присутні в молекулах;
• Ультрафіолет: сприяє збудженню електронів, але може також спричинити викид електронів, що знаходяться в валентний шар атомів;
• Рентген: вони здатні виривати електрони з атомів пружним зіткненням між фотонами та атомами. Ці фотони поглинаються атомами і знову випромінюються на нижчих частотах;
• Променігамма: вони можуть спричиняти ядерні збудження, що призводить до їх дисоціації, але вони також можуть генерувати пари речовин та антиречовин, спричиняючи взаємне знищення цих частинок.

Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики

Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:

ХЕЛЕРБРОК, Рафаель. «Електромагнітні хвилі»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm. Доступ 27 червня 2021 року.