גלה במאמר זה מה זה הספקטרום האלקטרומגנטי מתי ואיך הוא התגלה, איך הוא מתפרק, תדירותו, השפעותיו, סוגיו ועוד. המשך לקרוא ולמד איתנו על ההתקדמות המדעית שנוצרה באמצעות חשמל ומגנטיות!
מה זה?
El הספקטרום האלקטרומגנטי הם גלים הכלולים בספקטרום. אנו יודעים שישנם סוגים רבים של גלים אלקטרומגנטיים, מרדיו שאורך הגל שלו הוא אלפי קילומטרים ועד למה שמכונה קרני גמא שאורך הגל שלהן קטן יותר מחלקיק יסודי.
גלים אלו נבדלים זה מזה רק בכך שיש להם אורכי גל שונים, אחרת הם זהים לחלוטין ומראים את המבנה שלהם, כאן אנו מציגים לכם רשימה של הגלים האלקטרומגנטיים שאנו מכירים בדרך כלל:
- רדיו AM מרכז עשרות עד מאות גלים
- רדיו FM-TV קילומטרים לידיים
- מיקרוגל סנטימטרים
- אינפרא אדום אלפיות הסנטימטר
- האור שולט ב-8000 אטומים
- אור סגול 4000 סנטימטר
- אולטרה סגול מאות אטומים
- צילום רנטגן של כמה אטומים
- קרני גמא כמה אטומים
יש לציין כי האור הנראה מייצג רק חלק קטן מהספקטרום האלקטרומגנטי. אור נראה חשוב לבני אדם, למעשה הוא רק אחד מסוגים רבים ושונים של קרינה אלקטרומגנטית ותופס חלק קטן Eהספקטרום האלקטרומגנטי.
אם אנחנו בשמש יותר מדי זמן ונקבל מכת שמש, הסיבה לאי הנוחות שלנו היא קרינה אולטרה סגולה. בדרך זו נוכל להתנגד לכך שהגוף שלנו מזהה קרינת UV.
חשמל ומגנטיות הם פשוט היבטים שונים של אותו כוח יסודי שאנו מכנים הכוח האלקטרומגנטי.
השמש שלנו פולטת אור או אנרגיה שנעה בצורה של גלים, חלק מהגלים הללו אנחנו יכולים לתפוס בעיניים שלנו, עם זאת, הרוב המכריע של האנרגיה הזו בלתי נראה לעינינו. המדען האנגלי הגדול אייזק ניוטון, שהיה ממציא, אלכימאי, תאולוג, מתמטיקאי ופיזיקאי בשנות ה-1600, ביצע ניסוי שכלל לתת לקו קטן של אור לבן לעבור דרך פריזמת זכוכית.
המדען הבין שקו האור הקטן הזה כאשר הוא עובר דרך המנסרה מחולק למספר רב של צבעים, בדומה לקשת בענן. תגלית זו תוליד חקירות רבות במהלך השנים, כמו למשל האסטרונום וויליאם הרשל, שהשתמש בממצא של ניוטון כבסיס למדידת טמפרטורת הצבעים בספקטרום. התוצאה הייתה שלכל צבע הייתה טמפרטורה שונה.
מגיעים לאישור שלצבעים האדומים יש טמפרטורה גבוהה יותר בשונה מהצבעים הסגולים. עם זאת, בניסוי הזה, הירשל היה מגלה תגלית מהפכנית לחלוטין הודות לעובדה שהוא הניח את המדחום ליד האור האדום (שם הוא שיער שאין כלום) ושם לב שהטמפרטורה הרבה יותר גבוהה, את התגלית הזו הוא כינה קרני אינפרא אדום כי זה היה בצד אחד של הצבע הזה.
תגלית מהפכנית וחשובה זו פירושה פתיחת תחום חדש בתחום המחקר, ובכך גילה גלים אלקטרומגנטיים רבים.
גלי רדיו am ו-fm
הם משמשים להעברה ושיתוף של מידע, גלים אלו משמשים גם במכשירי תקשורת אחרים כמו הטלפון, הטלוויזיה, בין היתר.
מיקרוגל
אלו הם גלים אלקטרומגנטיים בתדר גבוה שהם בין 30 גיגה-הרץ ל-300 מגה-הרץ, כיום הם משמשים בדרך כלל באנטנות, לווייני תקשורת, מכ"מים ועוד. הם משמשים גם לחימום ו/או בישול מזון על בסיס יומי באמצעות מכשירים שהומצאו למטרה זו ומסוגלים לפלוט אותם.
לוז
הספקטרום שאנו יכולים לדמיין נקרא אור, העין האנושית רגישה לגלים אלו, אולם הספקטרום האלקטרומגנטי הוא גדול מאוד והחלק הגלוי הזה מיוצג כשבריר קטן מהספקטרום.
אור אולטרה סגול
כיום הוא משמש בענפי מדע ורפואה שונים, בדרך כלל השימוש בו הוא לחיטוי ועיקור בעוד שבתחום או אזור אחר הוא משמש לחשיפת סימנים נסתרים או טביעות אצבע.
קרני גמא
גלים אלו נוצרים בעיקר בתופעות אסטרופיזיות או אירועים שהם מאוד אלימים, דוגמה ברורה לתופעות אלו יכולה להיות פיצוץ של סופרנובה. הם יכולים להיווצר גם במצבים מבוקרים על פני כדור הארץ כמו תחנות כוח גרעיניות או כורים.
Rayos אינפרארוג'וס
קרניים אלו משמשות מדי יום בשלטים רחוקים להפקה או העברת מידע ופקודות. הקרניים בסיבים האופטיים משמשות בתחום הרפואי לשליטה בכאב הנוצר מנפילה, מכה או מתח. הם גם שימושיים מאוד במטאורולוגיה ובאזורים שונים אחרים הודות לעובדה שקרניים אלו משמשות למדידת הטמפרטורה בדרגות קלווין ומיושמות במצלמות ולוויינים מיוחדים למדידת הקרינה של הספקטרום האלקטרומגנטי.
צילומי רנטגן
הם התגלו גם הודות לאותם ניסויים שביצע ויליאם, הם משמשים לעבור דרך גופים אטומים וכיום משתמשים בהם כדי שאנשים יכולים לקבל צילומי רנטגן כדי להבחין אם יש חשבונית אפשרית או אם משהו לא תקין ב- גוּף.
כיצד פועלים הגלים השונים של הספקטרום האלקטרומגנטי?
גלים אלו מורכבים משדה חשמלי ומשדה מגנטי, אלה תלויים או משתנים בזמן. הגלים מתעצמים בתדירות ומובחנים כגלים מייננים ולא מייננים. הם רדיואקטיביים, אפילו הופכים מסוכנים. בהמשך נראה את ההבדלים:
קרינה לא מייננת
גלים אלו נחשבים ללא מייננים מכיוון שהם אינם מסוגלים לחלץ אלקטרונים מהגוף שהם מאירים בתהליך של עירור אלקטרוני.
לגלים אלקטרומגנטיים יש גם דרכים שונות לשאת מידע, לנוע או למלא תפקיד אחר. כעת נראה את הפונקציות והיישומים השונים של גלים אלקטרומגנטיים:
גלי רדיו וטלוויזיה הנקראים תדרי רדיו קופצים מהיונוספירה כדי לנוע מנקודה אחת על הפלנטה לאחרת. בדרך זו התקשורת והאנשים יכולים לשתף מידע על ידי שליחתו דרך מכשירים שונים כמו הטלפון.
קרינה מייננת
זה נחשב כמודל של אנרגיה המשתחררת דרך אטומים וכגלים אלקטרומגנטיים כגון קרני גמא או חלקיקים כגון אלפא ובטא, ונייטרונים. בפעילות זו, אטומים יכולים להתפרק, זה נקרא רדיואקטיביות.
המיקרוגלים במכשיר פועלים באמצעות החיכוך שהוא יוצר עם חלקיקי המים במזון, זה יכול ליצור טמפרטורה גבוהה שמבשלת את האוכל בצורה ניכרת. בעוד גלי אינפרא אדום מודדים את הקרינה הנפלטת מגוף ומשמשת גם לשליחת פקודות באמצעות שלט רחוק.
קרני רנטגן עוברות דרך כל חפץ או גוף אטומים. כיום הוא אחד המרכיבים העיקריים ברפואה. הודות לאלה בוצעו מחקרים רבים וזה עזר לתחום הרפואה בצורה יוצאת דופן.
משמעות
הודות לגילויו, נעשו התקדמות מדעיות מרובות, אשר סיפקו לאנושות יתרונות שונים בקנה מידה גדול. ללא ספק, הוא חולל מהפכה עצומה בענפי מדע שונים, כמו אסטרונומיה, פיזיקה, אסטרולוגיה, בנוסף על היציאה לתחום הרפואה. יש לציין כי ה הספקטרום האלקטרומגנטי היא סיפקה לאדם מגוון גדול של התקדמות ברמות או פלטפורמות רבות שהמדע היה אחראי לקדם לפיתוח האנושות.
תגלית זו הביאה עימה התפתחות גדולה בתחום הטלקומוניקציה, והעניקה להם, הודות לניהולם לממשלות העולם השונות, חשיבות פוליטית, אסטרטגית וכלכלית, כמו גם המצאת חפצים רבים שהיום חיוניים בחיי היומיום של כל אחד. להיות אנושי. בין המכשירים השונים שהומצאו שביצועיהם מבוססים על גלים אלקטרומגנטיים, נוכל למצוא את הדברים הבאים:
הרדיו והפורמטים שלו
חפץ זה הוא ללא ספק אחת ההמצאות הגדולות ביותר בהיסטוריה של התקשורת. המשמעות היא כלי הכרחי בעידן המודרני. כלי תקשורת זה הומצא בסוף המאה ה-XNUMX, מה שהופך אותו לאמצעי הראשון לתקשורת קולית.
רדיו AM
זה אומר אפנון משרעת, הוא מציע טווח וכיסוי גדולים יותר, אולם אין לו רוחב פס רחב כל כך. הסיבה לכך היא שהוא נמצא בפס שבין 153 KHz ל- 30 מגה-הרץ, הגלים שלו מופיעים כגלים ארוכים, בינוניים וקצרים.
- קצר: עובר מ-1705 קילו-הרץ ל-30 מגה-הרץ
- ארוך: עובר מ-153 קילו-הרץ ל-281 קילו-הרץ
- בינוני: מ-530 קילו-הרץ עד 1710 קילו-הרץ
רדיו FM
זה אומר שתדר מאופנן, זה עובד בצורה אנלוגית. פורמט זה נמצא ברצועה שבין 87,5 מגה-הרץ ל-108 מגה-הרץ. יש לו טווח קטן יותר מרדיו בתדר AM, אולם זוהי הלהקה המשמשת ביותר תחנות רדיו ביבשת אמריקה ואירופה.
טֵלֶוִיזִיָה
מכשיר זה הוא אחת ההמצאות הגדולות של המאה ה-XNUMX, הוא מסוגל לשלוח ולקבל צלילים ותמונות במרחק רב, המדמים תנועות. בדרך זו, המשאב הטכנולוגי הזה הוא אחד מהשימושים ביותר כיום.
אל טלפונו
הוא מייצג, כמו הטלוויזיה, את אחת ההמצאות הנפוצות ביותר בעידן המודרני. הודות להמצאת המשאב הטכנולוגי הזה, ניתן היה לייעל את חיי האדם. נלקח בחשבון שמכשיר זה השתכלל הודות לטכנולוגיות החדשות המיושמות על פי תהליך הגלובליזציה שקידמה חדשנות טכנולוגית בצורה מסוימת. בתורו, מכשיר זה מאפשר חילופי מידע באמצעות גלים אלקטרומגנטיים.
לוויינים
ل לוויינים מלאכותיים הם המצאה נהדרת שנועדה לפני ואחרי בעידן המודרני. הודות למערכת זו, ניתן לשלוח גלים רבים לכל כדור הארץ ומחוצה לו. יש להם שימוש עצום גם בתחום המחקר האסטרונומי, המטאורולוגי והגיאוגרפי. במטאורולוגיה היא מסוגלת לחזות את שינויי האקלים השונים הודות לקרני האינפרה האדומות שהיא קולטת דרך עדשות מיוחדות ומשדרת אותן מחדש כמידע בתמונות שבהן ניתן לראות את החום או הקרינה הנפלטים מהגופים השונים.
מנגנונים אלה נמצאים ב מַסלוּל יבשתי, מוצב שם במכוון במטרה לחבר ולנהל באופן קטגורי מספר רב של מידע שנאסף הודות ל- הספקטרום האלקטרומגנטי והגלים שלו.
אלקטרומגנטיות
אלקטרומגנטיות היא חטיבה של הפיזיקה, היא אחראית לחקור את האירועים המגנטיים והחשמליים השונים על מנת לאחד אותם לתיאוריה אחת. ענף זה מבטא את המתאם בין שדות מגנטיים וחלקיקים טעונים, אינטראקציה זו מתבצעת באמצעות חילופי פוטונים.
הוא גם חוקר כמה תופעות של היקום שלנו כמו השדה האלקטרומגנטי המתנודד שפולט אנרגיה דרך חלקיקים טעונים ומואצים הנקראים אור. הוא מכסה גם תופעות אחרות כמו כוח הכבידה ושאר הכוחות שאנו חווים על בסיס יומיומי כתוצאה מאלקטרומגנטיות.
ענף זה של הפיזיקה מיושם בדיסציפלינות שונות של מדע או בתחומים כגון רפואה. ניתן לראות את השימושים שלו באנטנות, מכשירי חשמל, מחקר גרעיני, סיבים אופטיים ותקשורת לוויינית. הוא נמצא גם במכשירים השונים הנחשבים לאלקטרומגנטיים כמו לייזרים, מנועים של מכונות חשמליות, טלוויזיה ועוד.
עובדות סקרניות על הספקטרום האלקטרומגנטי
הנושא המעניין הזה מורכב מכמה עובדות מוזרות הקשורות לגלים ולקרינה של הספקטרום האלקטרומגנטי, גם איך זה משפיע על הטבע ועל עולם החי. ביניהם אנו מוצאים את הדברים הבאים:
- לבעלי חיים, במיוחד לזוחלים, יש ראייה רגישה מאוד לקרני אינפרא אדום, המעניקות להם את היכולת לראות את טרפם ומינים אחרים עם תמונות תרמיות.
- לחתולים יש ראייה שיכולה ללכוד פי 5 יותר אור ממה שהעין האנושית קולטת, זה נלקח למלאכותי עם הטכנולוגיה המיושמת במיוחד בתחום הצבאי עם עדשות ראיית לילה ומראות
- אם סופרנובה תתפוצץ בקרבת מערכת השמש שלנו, קרני גמא עלולות בקלות למחוק את שכבת האוזון שלנו, ולגרום לקרניים אולטרה סגולות חזקות מהשמש לחדור לכוכב הלכת שלנו, ובכך להרוג את החיים בו.
- קרני רנטגן לא יכולות לעבור דרך האטמוספירה של הפלנטה שלנו. מכיוון שלא קל לזהות אותם, מומחים נאלצו להכניס טלסקופים למסלול עם מספיק טכנולוגיה כדי לתעד את הקרניים הללו.
- לדגים יש גם יכולת לראות קרני אינפרא אדום, אלו מאפשרות להם לראות את חום הגופים וזה שימושי ביותר בהתחשב בכך שאור השמש יכול לחדור למים רק עד לעומק של כמה מאות מטרים.
https://www.youtube.com/watch?v=0E63LB2ezKg