La Elektromágneses sugárzás ezek elektromágneses hullámok, amelyeket különböző kibocsátó objektumok atomok, töltött részecskék, molekulák, antennák gerjesztenek. Számos elektromos készülék és elektromos vezeték rendelkezik elektromágneses sugárzással.
Mi az elektromágneses sugárzás?
La Elektromágneses sugárzás A közegen keresztül történő energiaátvitel olyan formájaként ismert, amelyben elektromos vagy mágneses mezők hullámok formájában sugároznak. A hullám olyan mozgás, amely egy közegen keresztül energiát közöl.
A hullámelmélet szerint minden Elektromágneses Sugárzás lényeges tulajdonságokkal rendelkezik, és kiszámítható módon viselkedik, Az elektromágneses sugárzás elektromos térből és mágneses térből áll, az elektromos tér mérete változik, és a sugárzás terjedésének irányára merőlegesen irányul.
Elképesztőnek tűnhet, hogy ilyen különböző fizikai jelenségek külsőleg léteznek, és közös alapjuk van az elektromágneses sugárzásnak, mint például egy darab radioaktív anyag, egy röntgencső, egy higanykisülési lámpa, egy zseblámpa, egy forró tűzhely stb. állomás és egy elektromos vezetékre csatlakoztatott generátor.
A különböző hatások Az elektromágneses sugárzás típusai az emberi szervezetben is különbözőek, a gamma-sugarak és röntgen hullámhossz behatol, szövetkárosodást okoz, a látható fény vizuális érzetet okoz a szemben, az infravörös sugárzás, az emberi szervezetben esés, felmelegíti, az emberi test rádióhullámai és alacsony frekvenciájú elektromágneses rezgései pedig egyáltalán nem érezhetők.
A kommunikációs eszközök elektromágneses teret biztosítanak az információ vétele és továbbításakor, és mivel tőlünk minimális távolságra helyezkednek el, például a mobiltelefon általában a fej közelében van, az elektromágneses tér fluxussűrűsége maximális lesz.
A mikrohullámú sütők eltarthatósági idővel rendelkeznek, ha új és üzemben van, akkor működés közben gyakorlatilag nem lesz sugárzás a sütő kívülről, ha a felület szennyezett, az ajtó nem illeszkedik tökéletesen, akkor a sütő védelme előfordulhat, hogy a sütő nem állít meg minden sugárzást, és még a mezők is áthatolnak a konyha és az egész lakás falán vagy a legközelebbi szobákban.
tulajdonságok
Az elektrodinamika a fizikája Elektromágneses sugárzás az elektromágnesesség pedig az elektrodinamika elméletéhez kapcsolódó fizikai jelenség, az elektromos és mágneses mezők a szuperpozíció tulajdonságának engedelmeskednek, ezért az adott részecske által kiváltott mező vagy az időben változó elektromos vagy mágneses tér hozzájárul az ugyanabban a térben jelenlévő mezők kialakulásához. egyéb okok miatt.
Továbbá, mivel vektormezőkről van szó, az összes mágneses és elektromos térvektor összeadódik a vektorösszeadásnak megfelelően, így például az optikában két vagy több koherens fényhullám kölcsönhatásba léphet, és konstruktív vagy destruktív lehet, az interferenciák adják a kapott besugárzást, amely eltér az egyes fényhullámok besugárzási összetevőinek összege.
Mivel a fény oszcilláció, nem befolyásolja a statikus elektromos vagy mágneses tereken keresztüli haladást lineáris közegben, például vákuumban, azonban nemlineáris közegekben, például egyes kristályokban kölcsönhatás léphet fel a fény és az elektromos mező között, és a statikus mágneses, ezek a kölcsönhatások tartalmazza a Faraday-effektust és a Kerr-effektust.
A törés során a különböző sűrűségű közegből a másikba metsző hullám új közegbe kerülve megváltoztatja sebességét és irányát, a közeg törésmutatóinak aránya határozza meg a törés mértékét, és Snell törvényében foglalja össze.
Az összetett hullámhosszúságú fény a prizmán áthaladó látható spektrumban szóródik, mert a hullámhossz az anyagprizma törésmutatójától függ, vagyis az összetett fényen belül a hullám minden komponense eltérő mennyiségben duplázódik meg.
Elmélet
James Clerk Maxwell az elektromos és mágneses egyenletekből vezette le a hullámformát, így fedezte fel az elektromos és mágneses mezők hullámszerűségét és arányát, mivel a hullámegyenlet által adott elektromágneses hullámok gyorsasága egybeesett a mért fénysebességgel - mutatott rá Maxwell. hogy a fény maga is hullám, a Maxwell-egyenleteket Hertz rádióhullámokkal végzett teszteléssel igazolta.
A Maxwell-egyenletek szerint az elektromos tér térbeli változása mindig a mágneses térrel van összefüggésben, amely idővel változik, sőt, egy térben változó mágneses tér bizonyos időbeli változásokhoz kapcsolódik az elektromos térben, elektromágneses hullámban, változások az elektromos térben mindig egy hullám kíséri a mágneses térben egy irányba és fordítva.
A mágneses terek egy másik vonatkoztatási rendszerben elektromos mezőnek tekinthetők, és az elektromos mezők is tekinthetők mágneses mezőknek egy másik vonatkoztatási rendszerben, de jelentésük ugyanaz, mivel a fizika minden vonatkoztatási rendszerben ugyanaz, így van egy A tér és az idő közötti szoros kapcsolat a változások itt több, mint analógia.
mennyi sugárzás
Ez a kölcsönhatásban részt vevő fizikai tulajdonságok minimális száma, a foton az egyetlen fénykvantum vagy a fény más formája. Elektromágneses sugárzásHasonlóképpen, az atomon belüli kötött elektron energiája kvantált, és csak bizonyos diszkrét értékeken létezhet.
A stacionárius valószínűség-eloszlás az Einstein-féle sugárzáselnyelési és -emissziós elméletnek megfelelő egylépéses folyamatból származik, az entrópia azonosítására Gauss-elvet, a második törvény pedig a dinamikus egyensúly feltételét vagy a sugárzási törvényt adja meg. Kvantum Planck elmélet, ez a feltétel nem egyezik Einstein dinamikus egyensúlyi kritériumával.
A XNUMX. század végére nagy előrelépés történt a fizikában, az akkori klasszikus newtoni fizikát széles körben elfogadták a tudományos közösségben, mivel képes volt számos jelenséget pontosan megmagyarázni és előre jelezni.
A XNUMX. század elején azonban a fizikusok felfedezték, hogy a klasszikus mechanika törvényei nem alkalmazhatók atomi léptékben, és az olyan kísérletek, mint a fotoelektromos hatás, teljesen ellentmondtak a klasszikus fizika törvényeinek.E megfigyelések eredményeként a fizikusok egy halmazt artikuláltak. ma kvantummechanikaként ismert elméletek közül.
Az elektromágneses sugárzás jellemzői
az sugárzás elektromágneses Számos érdekes funkcióval rendelkeznek, amelyeket az alábbiakban említünk:
Elektromágneses sugárzás akkor következik be, amikor egy atomi részecskét, például egy elektront egy elektromos tér felgyorsít, ami felgyorsítja azt, az elektromágneses hullámokat és azok jellemzőit az alábbiakban ismertetjük röviden.
Hullámhossz
A hullámhosszúságot a hullám folytonos csúcsai közötti távolságnak nevezik, különösen az elektromágneses hullám vagy hanghullám pontjain, viszont egy teljes hullámzási ciklus távolságaként érhető el.
- C: a fény sebessége
- a: a hullámhossz
- v: a frekvencia
C = aw
Frekvencia
A másodpercenkénti ciklusok számát frekvenciaként határozzuk meg. Hertzként definiálható, ha "E" az energia, a "h" a Planck-állandó, amely egyenlő 6.62607 x 10 -34 és "v" az a gyakoriság, amellyel az alább megadott összefüggést levezethetjük.
E = hν
Láthatjuk tehát, hogy a frekvencia egyenesen arányos az energiával.
időszak
Az időszakot általában a „T” szimbólum jellemzi. Ez az a teljes idő, amely alatt egy hullám 1 hullámhosszt elhalad.
Sebesség
Kapcsolatban Elektromágneses sugárzás, a sebességet általában a következőképpen fejezik ki:
Az elektromágneses hullám hullámsebessége vákuumban = 186,282 2.99 mérföld/másodperc vagy 10 × XNUMX 8 Kisasszony.
Mi a kapcsolat az elektromágneses sugárzás és a radioaktivitás között?
Ez az elektromágneses spektrum legszélesebb tartománya, mivel nem korlátozzák a nagy energiák, az atommagokon belüli energiaátmenetek során lágy gamma-sugárzás keletkezik, és erősebb, magreakciók során a gamma-sugárzás könnyen tönkreteszi a molekulákat, beleértve a biológiaikat is, de szerencsére nem jutnak át a légkörön.
A gammasugárzás nagyon rövid, 0.1 nm-nél kisebb hullámhosszú elektromágneses sugárzás, amelyet a gerjesztett atommagok bocsátanak ki radioaktív átalakulások és magreakciók során, valamint az anyagban lévő töltött részecskék lelassulásából, bomlásaikból, antirészecskepárok megsemmisülése után, a gyorsan töltött részecskék áthaladását a Az anyag kémiai változásai, lézerfénynyalábokban, csillagközi térben.
Az elektromágneses sugárzás biológiai hatásai
A hullámok és részecskehatások teljes mértékben megmagyarázzák az elektromágneses sugárzás emissziós és abszorpciós spektrumát, az anyag a közeg összetétele, amelyen keresztül a fény terjed, meghatározza az abszorpciós és sugárzási spektrum természetét, ezek a sávok megfelelnek az atomokban megengedett energiaszinteknek.
Az abszorpciós spektrumban a sötét sávok az atomoknak, mint a forrás és a megfigyelő közötti köztes közegnek köszönhetőek, az atomok bizonyos frekvenciájú fényt abszorbeálnak az emitter és a detektor között, majd minden irányba kibocsátják, sötét sáv jelenik meg a detektor, a sugár által szórt sugárzás miatt.
Tehát például egy távoli csillag által kibocsátott fényben a sötét sávokat a csillag légkörében lévő atomok okozzák, hasonló jelenség megy végbe a sugárzásnál is, ami akkor látható, ha a kibocsátó gáz az atomok gerjesztése miatt világít. mechanizmus, beleértve a hőt is.
Ahogy az elektronok alacsonyabb energiaszintekre ereszkednek le, a spektrum kisugárzik, ami az elektronenergia-szintek közötti ugrásokat jelent, de a vonal látható, mert megint csak bizonyos energiáknál történik emisszió a gerjesztés után.
Példa erre a ködök emissziós spektruma, mivel a gyorsan mozgó elektronok élesebben gyorsulnak, amikor egy erőterülettel találkoznak, így ők felelősek a nagyobb frekvenciájú elektronok termeléséért. Elektromágneses sugárzás a természetben megfigyelhető.
Ezek a jelenségek segíthetnek egy másik vegyszernek a háttérvilágítású gázok összetételének meghatározásában, a világító gázok esetében pedig a spektroszkópia határozza meg, hogy egy adott csillag mely kémiai elemeket tartalmazza, a spektroszkópiát a csillagok távolságának meghatározására is használják a vöröstől való elmozdulás segítségével.
Ionizáló sugárzás
Ennek a résznek az a célja, hogy tájékoztatást adjon az ionizáló sugárzás alapjairól. A forrásból kibocsátott energiát általában sugárzásnak nevezik, például a hőt vagy a fényt, amely az ionizáló sugárzásból származik. a nap szerkezete, mikrohullámú sütő sütőből, röntgen és gamma sugarak radioaktív elemekből.
Elegendő energiájú sugárzásnak is nevezik, így ha kölcsönhatásba lép egy atommal, el tudja választani a nagymértékben beépült elektronokat az atom pályájáról, ami az atom kötődését vagy ionizálódását okozza.
Nem ionizáló sugárzás
A nem ionizáló sugárzás a spektrum hosszú hullámhosszának végén van, és elegendő energiával rendelkezik ahhoz, hogy molekulákat és atomokat gerjesztsen, amitől gyorsabban rezegnek, ez nagyon nyilvánvaló mikrohullámú sütőben, ahol a sugárzás hatására a vízmolekulák gyorsabban rezegnek, hőt hozva létre.
A nem ionizáló sugárzás a szélsőségesen alacsony frekvenciájú sugárzástól, amely a bal szélen látható, a rádiófrekvenciás, mikrohullámú és a spektrum látható részein át az ultraibolya tartományig terjed.
Az elektromágneses sugárzás alkalmazásai
- Az elektromágneses sugárzás az energia vákuumon keresztül történő átvitelét éri el.
- Mivel az elektromágneses hullámok energiát továbbítanak, fontos szerepet játszik mindennapi életünkben, beleértve a kommunikációs technológiát is.
- Az elektromágneses sugárzás az alapja a radar működésének, amelyet viszont a Föld bolygónk tanulmányozásának irányítására és távoli észlelésére használnak.
- Az ultraibolya sugarak csíraölő jellegűek, és elpusztítják a baktériumokat, vírusokat és penészgombákat különböző felületeken, levegőn vagy vízen.
- Az infravörös sugárzást éjszakai látáshoz használják, és hasznos a biztonsági kamerák számára.
- Az infravörös sugárzás folyamatosan látható, ezért a tisztviselők az ellenség elfogására használják.
Hogyan hat ránk az elektromágneses sugárzás?
Régóta ismert, hogy a Elektromágneses sugárzás negatívan befolyásolja az embert, mindenhol háztartási gépek, vezetékek vesznek körül bennünket, az ilyen hatások túlsúlya az emberi immunháttér megváltozását vonja maga után, ami különféle betegségekhez vezet, amelyeket ilyen környezetben való tartózkodással megelőzhettek volna, ill. környezet egészséges.
A szív- és érrendszer és az idegrendszer is nagy érzékenységgel rendelkezik az elektromágneses sugárzás hatásaival szemben, amint azt a vizsgálatok eredményei is mutatják.
A sugárzás a következőket okozhatja:
- Idegrendszeri rendellenességek.
- Alvászavar.
- Jelentős károsodás a vizuális tevékenységben.
- Az immunrendszer gyengülése, az életformáló folyamatok különféle zavarai.
- A szív- és érrendszer zavarai.
