La Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διεγείρονται από διάφορα εκπεμπόμενα αντικείμενα ατόμων, φορτισμένα σωματίδια, μόρια, κεραίες. Ένας μεγάλος αριθμός ηλεκτρικών συσκευών και ηλεκτρικών γραμμών έχουν Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία.
Τι είναι η Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία;
La Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Είναι γνωστή ως η μορφή μεταφοράς ενέργειας μέσω ενός μέσου στο οποίο ακτινοβολούν ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία με τη μορφή κυμάτων.Το κύμα είναι μια κίνηση που επικοινωνεί ενέργεια μέσω ενός μέσου.
Σύμφωνα με την κυματική θεωρία, όλες οι Ηλεκτρομαγνητικές Ακτινοβολίες έχουν βασικές ιδιότητες και συμπεριφέρονται με προβλέψιμο τρόπο. Η Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία αποτελείται από ένα ηλεκτρικό πεδίο και ένα μαγνητικό πεδίο, το ηλεκτρικό πεδίο αλλάζει σε μέγεθος και κατευθύνεται κάθετα προς την κατεύθυνση εξάπλωσης της ακτινοβολίας.
Μπορεί να φαίνεται εκπληκτικό ότι τέτοια διαφορετικά φυσικά φαινόμενα υπάρχουν εξωτερικά και έχουν μια κοινή βάση της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας, όπως ένα κομμάτι ραδιενεργού ουσίας, ένας σωλήνας ακτίνων Χ, ένας λαμπτήρας εκκένωσης υδραργύρου, ένας φακός, μια ζεστή σόμπα κ.λπ. μια μετάδοση σταθμό και εναλλάκτης συνδεδεμένος σε γραμμή ρεύματος.
Οι επιπτώσεις του διαφορετικού είδη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο ανθρώπινο σώμα είναι επίσης διαφορετικά, οι ακτίνες γάμμα και μήκος κύματος ακτίνων Χ διεισδύουν, προκαλώντας βλάβη στους ιστούς, το ορατό φως προκαλεί οπτική αίσθηση στο μάτι, η υπέρυθρη ακτινοβολία, η πτώση στο ανθρώπινο σώμα, το θερμαίνουν και τα ραδιοκύματα και οι ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις χαμηλής συχνότητας του ανθρώπινου σώματος δεν αισθάνονται καθόλου.
Οι συσκευές επικοινωνίας παρέχουν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο τη στιγμή της λήψης και της μετάδοσης πληροφοριών και επειδή βρίσκονται σε ελάχιστη απόσταση από εμάς, για παράδειγμα, ένα κινητό τηλέφωνο είναι συνήθως κοντά στο κεφάλι, η πυκνότητα ροής του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου θα είναι μέγιστη.
Οι φούρνοι μικροκυμάτων έχουν διάρκεια ζωής, εάν είναι καινούργιοι και σε λειτουργία, πρακτικά δεν θα υπάρχει ακτινοβολία τη στιγμή της λειτουργίας από το εξωτερικό του φούρνου, εάν η επιφάνεια είναι βρώμικη, η πόρτα δεν εφαρμόζει τέλεια, τότε η προστασία του ο φούρνος μπορεί να μην σταματήσει όλη την ακτινοβολία και ακόμη και τα χωράφια θα διεισδύσουν στους τοίχους της κουζίνας και σε ολόκληρο το διαμέρισμα ή στα πλησιέστερα δωμάτια.
ιδιότητες
Η ηλεκτροδυναμική είναι η φυσική του Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και ο ηλεκτρομαγνητισμός είναι ένα φυσικό φαινόμενο που σχετίζεται με τη θεωρία της ηλεκτροδυναμικής, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία υπακούουν στην ιδιότητα της υπέρθεσης, επομένως το πεδίο που οφείλεται σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο σωματίδιο ή το ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο που μεταβάλλεται με το χρόνο συμβάλλει στα πεδία που υπάρχουν στον ίδιο χώρο για άλλους λόγους.
Επίσης, δεδομένου ότι είναι διανυσματικά πεδία, όλα τα διανύσματα μαγνητικού και ηλεκτρικού πεδίου αθροίζονται σύμφωνα με τη διανυσματική προσθήκη, έτσι για παράδειγμα στην οπτική δύο ή περισσότερα συνεκτικά κύματα φωτός μπορούν να αλληλεπιδράσουν και να είναι εποικοδομητικά ή καταστροφικά, οι παρεμβολές δίνουν την προκύπτουσα ακτινοβολία που αποκλίνει από το άθροισμα των συστατικών ακτινοβολίας των επιμέρους κυμάτων φωτός.
Δεδομένου ότι το φως είναι μια ταλάντωση, δεν επηρεάζει τη διαδρομή μέσα από στατικά ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία σε ένα γραμμικό μέσο όπως το κενό, ωστόσο, σε μη γραμμικά μέσα όπως ορισμένοι κρύσταλλοι, μπορεί να συμβούν αλληλεπιδράσεις μεταξύ φωτός και ηλεκτρικών πεδίων και στατικές μαγνητικές, αυτές οι αλληλεπιδράσεις περιλαμβάνουν το φαινόμενο Faraday και το φαινόμενο Kerr.
Στη διάθλαση, ένα κύμα που τέμνεται από το ένα μέσο στο άλλο με διαφορετικές πυκνότητες αλλάζει την ταχύτητα και την κατεύθυνσή του κατά την είσοδο σε ένα νέο μέσο, ο λόγος των δεικτών διάθλασης του μέσου καθορίζει τον βαθμό διάθλασης και συνοψίζεται στον νόμο του Snell.
Το φως των σύνθετων μηκών κύματος διασκορπίζεται στο ορατό φάσμα που διέρχεται από το πρίσμα επειδή το μήκος κύματος εξαρτάται από τον δείκτη διάθλασης του υλικού πρίσματος, δηλαδή, κάθε συστατικό του κύματος μέσα σε ένα σύνθετο φως διπλασιάζεται διαφορετική ποσότητα.
Θεωρία
Ο James Clerk Maxwell συνήγαγε την κυματομορφή από τις ηλεκτρικές και μαγνητικές εξισώσεις, ανακαλύπτοντας έτσι την κυματοειδή φύση των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων και την αναλογία τους, καθώς η ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που δίνεται από την εξίσωση κύματος συνέπεσε με τη μετρούμενη ταχύτητα του φωτός, έδειξε ο Maxwell ότι το ίδιο το φως είναι ένα κύμα, οι εξισώσεις του Maxwell επικυρώθηκαν από τον Hertz με δοκιμή με ραδιοκύματα.
Σύμφωνα με τις εξισώσεις του Maxwell, η χωρική μεταβολή του ηλεκτρικού πεδίου σχετίζεται πάντα με το μαγνητικό πεδίο, το οποίο αλλάζει με το χρόνο, επιπλέον, ένα χωρικά μεταβλητό μαγνητικό πεδίο σχετίζεται με ορισμένες αλλαγές με την πάροδο του χρόνου στο ηλεκτρικό πεδίο, σε ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, αλλαγές στο ηλεκτρικό πεδίο συνοδεύονται πάντα από ένα κύμα στο μαγνητικό πεδίο προς μία κατεύθυνση και αντίστροφα.
Τα μαγνητικά πεδία μπορούν να θεωρηθούν ηλεκτρικά πεδία σε ένα άλλο σύστημα αναφοράς και επίσης τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν να θεωρηθούν μαγνητικά πεδία σε άλλο σύστημα αναφοράς, αλλά έχουν την ίδια σημασία, αφού η φυσική είναι ίδια σε όλα τα συστήματα αναφοράς, επομένως υπάρχει μια Η στενή σύνδεση μεταξύ των αλλαγών του χώρου και του χρόνου είναι κάτι περισσότερο από μια αναλογία εδώ.
πόση ακτινοβολία
Είναι ο ελάχιστος αριθμός φυσικών ιδιοτήτων που εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση, ένα φωτόνιο είναι το μόνο κβάντο φωτός ή κάποια άλλη μορφή Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολίαΟμοίως, η ενέργεια ενός δεσμευμένου ηλεκτρονίου μέσα σε ένα άτομο είναι κβαντισμένη και μπορεί να υπάρχει μόνο σε ορισμένες διακριτές τιμές.
Η σταθερή κατανομή πιθανοτήτων προέρχεται από τη διαδικασία ενός σταδίου που αντιστοιχεί στη θεωρία του Αϊνστάιν για την απορρόφηση και εκπομπή της ακτινοβολίας, η αρχή του Gauss χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της εντροπίας και ο δεύτερος νόμος δίνει την συνθήκη της δυναμικής ισορροπίας ή τον νόμο ακτινοβολίας του Κβαντική Θεωρία Πλανκ, αυτή η συνθήκη έρχεται σε διαφωνία με το κριτήριο δυναμικής ισορροπίας του Αϊνστάιν.
Μέχρι το τέλος του XNUMXου αιώνα, είχαν γίνει μεγάλες πρόοδοι στη φυσική, η κλασική νευτώνεια φυσική εκείνη την εποχή ήταν ευρέως αποδεκτή στην επιστημονική κοινότητα για την ικανότητά της να εξηγεί και να προβλέπει με ακρίβεια πολλά φαινόμενα.
Ωστόσο, στις αρχές του XNUMXου αιώνα, οι φυσικοί ανακάλυψαν ότι οι νόμοι της κλασικής μηχανικής δεν εφαρμόζονται σε ατομική κλίμακα και πειράματα όπως το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο έρχονται σε πλήρη αντίθεση με τους νόμους της κλασικής φυσικής. Ως αποτέλεσμα αυτών των παρατηρήσεων, οι φυσικοί άρθρωσαν ένα σύνολο των θεωριών που είναι τώρα γνωστές ως κβαντική μηχανική.
Χαρακτηριστικά της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας
ο ακτινοβολία ηλεκτρομαγνητικός Έχουν πολλά ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά, τα οποία αναφέρουμε παρακάτω:
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εμφανίζεται όταν ένα ατομικό σωματίδιο, όπως ένα ηλεκτρόνιο, επιταχύνεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο, προκαλώντας την επιτάχυνσή του, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και τα χαρακτηριστικά τους εξηγούνται συνοπτικά στα σημεία που αναφέρονται παρακάτω.
Μήκος κύματος
Η επέκταση του κύματος είναι γνωστή ως η απόσταση μεταξύ των συνεχών κορυφών ενός κύματος, ειδικά στα σημεία ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος ή του ηχητικού κύματος, με τη σειρά του επιτυγχάνεται ως η απόσταση ενός πλήρους κύκλου ταλάντωσης.
- Γ: είναι η ταχύτητα του φωτός
- α: είναι το μήκος κύματος
- v: είναι η συχνότητα
C = aw
Συχνότητα
Ο αριθμός των κύκλων ανά δευτερόλεπτο ορίζεται ως συχνότητα. Ορίζεται ως Hertz, εάν το "E" είναι η ενέργεια, το "h" είναι η σταθερά του Planck που είναι ίση με 6.62607 x 10 -34 και "v" είναι η συχνότητα με την οποία μπορούμε να εξαγάγουμε τη σχέση που δίνεται παρακάτω.
Ε = hν
Έτσι μπορούμε να δούμε ότι η συχνότητα είναι ευθέως ανάλογη με την ενέργεια.
Περίοδος
Η περίοδος χαρακτηρίζεται συνήθως από το σύμβολο «T». Είναι ο συνολικός χρόνος που χρειάζεται ένα κύμα για να ταξιδέψει 1 μήκος κύματος.
Ταχύτητα
Σε σχέση με Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η ταχύτητα συνήθως εκφράζεται ως:
Η ταχύτητα κύματος στο κενό για το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι = 186,282 μίλια/δευτερόλεπτο ή 2.99 × 10 8 Κυρία.
Ποια είναι η σχέση μεταξύ Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας και ραδιενέργειας;
Αυτό είναι το ευρύτερο φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος καθώς δεν περιορίζεται από υψηλές ενέργειες, παράγεται μαλακή ακτινοβολία γάμμα κατά τις ενεργειακές μεταβάσεις εντός των ατομικών πυρήνων και σκληρότερα, κατά τη διάρκεια πυρηνικών αντιδράσεων οι ακτίνες γάμμα καταστρέφουν εύκολα τα μόρια, συμπεριλαμβανομένων των βιολογικών, αλλά, ευτυχώς, δεν περνούν από την ατμόσφαιρα.
Η ακτινοβολία γάμμα είναι Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία με πολύ μικρό μήκος κύματος, μικρότερο από 0.1 nm, που εκπέμπεται από διεγερμένους ατομικούς πυρήνες κατά τη διάρκεια ραδιενεργών μετασχηματισμών και πυρηνικών αντιδράσεων και επίσης προέρχεται από την επιβράδυνση φορτισμένων σωματιδίων στην ύλη, τη διάσπασή τους μετά την εκμηδένιση ζευγών αντισωματιδίων. μετά τη διέλευση ταχέως φορτισμένων σωματιδίων μέσω του Χημικές αλλαγές της ύλης, σε δέσμες φωτός λέιζερ, σε διαστρικό χώρο.
Βιολογικές Επιδράσεις Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας
Τα κύματα και τα φάσματα σωματιδίων εξηγούν πλήρως τα φάσματα εκπομπής και απορρόφησης της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας, η ύλη είναι η σύνθεση του μέσου μέσω του οποίου διαδίδεται το φως καθορίζει τη φύση του φάσματος απορρόφησης και ακτινοβολίας, αυτές οι ζώνες αντιστοιχούν στα επιτρεπόμενα επίπεδα ενέργειας στα άτομα.
Οι σκοτεινές ζώνες στο φάσμα απορρόφησης οφείλονται στα άτομα ως ενδιάμεσο μέσο μεταξύ της πηγής και του παρατηρητή, τα άτομα απορροφούν ορισμένες συχνότητες φωτός μεταξύ του πομπού και του ανιχνευτή και στη συνέχεια τις εκπέμπουν προς όλες τις κατευθύνσεις, εμφανίζεται μια σκοτεινή ζώνη με το ανιχνευτή, λόγω της ακτινοβολίας που διαχέεται από τη δέσμη.
Έτσι, για παράδειγμα, οι σκοτεινές ζώνες στο φως που εκπέμπεται από ένα μακρινό αστέρι προκαλούνται από άτομα στην ατμόσφαιρα του άστρου, παρόμοιο φαινόμενο συμβαίνει για την ακτινοβολία, η οποία είναι ορατή όταν το εκπεμπόμενο αέριο λάμπει λόγω της διέγερσης των ατόμων από οποιοδήποτε μηχανισμό, συμπεριλαμβανομένης της θερμότητας.
Καθώς τα ηλεκτρόνια κατεβαίνουν σε χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας, το φάσμα ακτινοβολεί προς τα έξω, αντιπροσωπεύοντας άλματα μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων ηλεκτρονίων, αλλά η γραμμή είναι ορατή επειδή και πάλι η εκπομπή εμφανίζεται μόνο σε ορισμένες ενέργειες μετά τη διέγερση.
Ένα παράδειγμα είναι το φάσμα εκπομπής των νεφελωμάτων, καθώς τα ταχέως κινούμενα ηλεκτρόνια επιταχύνονται πιο έντονα όταν συναντούν μια περιοχή δύναμης, επομένως είναι υπεύθυνα για την παραγωγή του μεγαλύτερου μέρους της υψηλότερης συχνότητας Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία παρατηρείται στη φύση.
Αυτά τα φαινόμενα μπορούν να βοηθήσουν μια διαφορετική χημική ουσία να καθορίσει τη σύνθεση των αερίων με οπίσθιο φωτισμό και για τα φωτεινά αέρια, η φασματοσκοπία καθορίζει ποια χημικά στοιχεία περιλαμβάνουν ένα συγκεκριμένο αστέρι, η φασματοσκοπία χρησιμοποιείται επίσης για τον προσδιορισμό της απόστασης ενός αστεριού χρησιμοποιώντας μετατόπιση προς το κόκκινο
Ιοντίζουσα ακτινοβολία
Ο σκοπός αυτής της ενότητας είναι να παρέχει πληροφορίες σχετικά με τα βασικά της ιονίζουσας ακτινοβολίας Για όλα, η ενέργεια που εκπέμπεται από μια πηγή αναφέρεται γενικά ως ακτινοβολία, παραδείγματα περιλαμβάνουν θερμότητα ή φως που προέρχεται από δομή του ήλιου, μικροκύματα από φούρνο, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα από ραδιενεργά στοιχεία.
Είναι επίσης γνωστή ως ακτινοβολία με αρκετή ενέργεια, έτσι ώστε όταν υπάρχει αλληλεπίδραση με ένα άτομο, μπορεί να διαχωρίσει πολύ ενσωματωμένα ηλεκτρόνια από την τροχιά ενός ατόμου, προκαλώντας τη σύνδεση ή τον ιονισμό του ατόμου.
Μη ιοντίζουσα ακτινοβολία
Η μη ιονίζουσα ακτινοβολία βρίσκεται στο άκρο μεγάλου μήκους κύματος του φάσματος και μπορεί να έχει αρκετή ενέργεια για να διεγείρει μόρια και άτομα με αποτέλεσμα να δονούνται ταχύτερα.
Η μη ιονίζουσα ακτινοβολία κυμαίνεται από την ακτινοβολία εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας, που φαίνεται στην άκρα αριστερά, μέσω της ραδιοσυχνότητας, των μικροκυμάτων και των ορατών τμημάτων του φάσματος έως την υπεριώδη περιοχή.
Εφαρμογές Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας
- Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία επιτυγχάνει τη μετάδοση ενέργειας μέσω του κενού.
- Δεδομένου ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μεταδίδουν ενέργεια, παίζει σημαντικό ρόλο στην καθημερινή μας ζωή, συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας επικοινωνίας.
- Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι η βάση για τη λειτουργία του ραντάρ, το οποίο με τη σειρά του χρησιμοποιείται για την καθοδήγηση και την εξ αποστάσεως ανίχνευση της μελέτης του πλανήτη μας Γη.
- Οι υπεριώδεις ακτίνες έχουν μικροβιοκτόνο χαρακτήρα και καταστρέφουν βακτήρια, ιούς και μούχλες σε διάφορες επιφάνειες, αέρα ή νερό.
- Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται για νυχτερινή όραση και είναι χρήσιμη για κάμερες ασφαλείας.
- Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι ορατή ανά πάσα στιγμή, επομένως χρησιμοποιείται από αξιωματούχους για να συλλάβει τον εχθρό.
Πώς μας επηρεάζει η Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία;
Είναι από καιρό γνωστό ότι το Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει αρνητικό χαρακτήρα επιρροής σε ένα άτομο, παντού περιτριγυριζόμαστε από οικιακές συσκευές, καλώδια, μια υπερβολική ποσότητα τέτοιων επιπτώσεων συνεπάγεται αλλαγές στο ανθρώπινο ανοσοποιητικό υπόβαθρο, το οποίο οδηγεί σε διάφορες ασθένειες που θα μπορούσαν να είχαν αποφευχθεί αν βρισκόμαστε σε ένα τέτοιο περιβάλλον και περιβάλλον υγιεινό.
Το καρδιαγγειακό σύστημα και το νευρικό σύστημα έχουν επίσης υψηλή ευαισθησία στις επιπτώσεις της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας, όπως αποκαλύπτεται από τα αποτελέσματα των μελετών.
Η ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει:
- Νευρικές διαταραχές.
- Διαταραχή ύπνου.
- Σημαντική έκπτωση στην οπτική δραστηριότητα.
- Εξασθένηση του ανοσοποιητικού συστήματος, διάφορες διαταραχές των διαδικασιών που σχηματίζουν τη ζωή.
- Διαταραχές του καρδιαγγειακού συστήματος.
