La קרינה אלקטרומגנטית הם גלים אלקטרומגנטיים שמתרגשים על ידי עצמים פולטים שונים של אטומים, חלקיקים טעונים, מולקולות, אנטנות. למספר רב של מכשירי חשמל וקווי חשמל יש קרינה אלקטרומגנטית.
מהי קרינה אלקטרומגנטית?
La קרינה אלקטרומגנטית היא ידועה כצורת העברת אנרגיה דרך תווך בה מקרינים שדות חשמליים או מגנטיים בצורה של גלים.גל הוא תנועה המתקשרת אנרגיה דרך תווך.
על פי תורת הגלים, לכל קרינה אלקטרומגנטית יש תכונות חיוניות והיא מתנהגת בצורה צפויה, קרינה אלקטרומגנטית עשויה משדה חשמלי ומשדה מגנטי, השדה החשמלי משתנה בגודלו ומכוון בניצב לכיוון התפשטות הקרינה.
זה אולי נראה מדהים שתופעות פיזיקליות שונות כל כך קיימות כלפי חוץ ויש להן בסיס משותף לקרינה אלקטרומגנטית, כמו חתיכת חומר רדיואקטיבי, צינור רנטגן, מנורת פריקת כספית, פנס, תנור חם וכו'. תחנה ואלטרנטור המחובר לקו מתח.
ההשפעות של השונות סוגי קרינה אלקטרומגנטית בגוף האדם גם שונות, קרני גמא ו אורך גל רנטגן חודרים, גורמים נזק לרקמות, אור נראה גורם לתחושת ראייה בעין, קרינת אינפרא אדומה, נפילה בגוף האדם, מחממת אותו, וגלי הרדיו והרעידות האלקטרומגנטיות בתדר נמוך של גוף האדם אינם מורגשים כלל.
מכשירי תקשורת מספקים שדה אלקטרומגנטי בזמן קליטת והעברת המידע ובגלל שהם ממוקמים במרחק מינימלי מאיתנו, למשל, טלפון נייד בדרך כלל קרוב לראש, צפיפות השטף של השדה האלקטרומגנטי תהיה מקסימלית.
לתנורי מיקרוגל יש חיי מדף, אם הם חדשים ובשימוש, כמעט ולא תהיה קרינה בזמן ההפעלה מהחלק החיצוני של התנור, אם המשטח מלוכלך, הדלת לא מתאימה בצורה מושלמת, אז ההגנה של ייתכן שהתנור לא יעצור את כל הקרינה ואפילו השדות יחדרו את קירות המטבח וכל הדירה או החדרים הקרובים.
נכסים
אלקטרודינמיקה היא הפיזיקה של קרינה אלקטרומגנטית ואלקטרומגנטיות היא תופעה פיזיקלית הקשורה לתורת האלקטרודינמיקה, השדות החשמליים והמגנטיים מצייתים לתכונת הסופרפוזיציה, לכן השדה הנובע מכל חלקיק מסוים או השדה החשמלי או המגנטי המשתנה עם הזמן תורם לשדות הנמצאים באותו מרחב מסיבות אחרות.
כמו כן, מכיוון שהם שדות וקטוריים, כל וקטורי השדות המגנטיים והחשמליים מסתכמים בהתאם לתוספת הוקטורית, כך למשל באופטיקה שני גלי אור קוהרנטיים או יותר יכולים לקיים אינטראקציה ולהיות בונים או הרסניים, ההפרעות נותנות את הקרינה שנוצרה החורגת מ. סכום מרכיבי הקרינה של גלי האור הבודדים.
מכיוון שאור הוא תנודה, הוא אינו משפיע על תנועה דרך שדות חשמליים או מגנטיים סטטיים במדיום ליניארי כגון ואקום, עם זאת, במדיה לא ליניארית כגון גבישים מסוימים, יכולות להתרחש אינטראקציות בין שדות אור ושדות חשמליים ומגנטיות סטטיות, אינטראקציות אלו כוללים את אפקט פאראדיי ואת אפקט קר.
בשבירה, גל המצטלב ממדיום אחד למשנהו בצפיפות שונה משנה את מהירותו וכיוונו עם כניסתו למדיום חדש, היחס בין מדדי השבירה של המדיה קובע את מידת השבירה, ומתמצה בחוק Snell.
אור של אורכי גל מורכבים מפוזר בספקטרום הנראה העובר דרך המנסרה מכיוון שאורך הגל תלוי במקדם השבירה של מנסרת החומר, כלומר, כל מרכיב של הגל בתוך אור מורכב מוכפל כמות שונה.
תֵאוֹרִיָה
ג'יימס קלרק מקסוול הסיק את צורת הגל מהמשוואות החשמליות והמגנטיות, ובכך גילה את אופי הגל של השדות החשמליים והמגנטיים ואת היחס ביניהם, מכיוון שהמהירות של הגלים האלקטרומגנטיים שניתנה על ידי משוואת הגלים עלתה בקנה אחד עם מהירות האור הנמדדת, ציין מקסוול. שהאור עצמו הוא גל, משוואות מקסוול אושרו על ידי הרץ על ידי בדיקה עם גלי רדיו.
לפי משוואות מקסוול, השונות המרחבית של השדה החשמלי קשורה תמיד לשדה המגנטי, המשתנה עם הזמן, יתרה מכך, שדה מגנטי משתנה במרחב קשור לשינויים מסוימים לאורך זמן בשדה החשמלי, בגל אלקטרומגנטי, משתנה בשדה החשמלי מלווים תמיד בגל בשדה המגנטי בכיוון אחד ולהיפך.
שדות מגנטיים יכולים להיחשב שדות חשמליים במסגרת ייחוס אחרת וגם שדות חשמליים יכולים להיחשב כשדות מגנטיים במסגרת ייחוס אחרת, אבל יש להם אותה משמעות, מכיוון שהפיסיקה זהה בכל מסגרות הייחוס, אז יש קשר הדוק בין שינויים במרחב ובזמן הוא כאן יותר מאשר אנלוגיה.
כמה קרינה
זהו המספר המינימלי של תכונות פיזיקליות המעורבות באינטראקציה, פוטון הוא הקוונט היחיד של האור או צורה אחרת של קרינה אלקטרומגנטיתבאופן דומה, האנרגיה של אלקטרון קשור בתוך אטום היא כמותית ויכולה להתקיים רק בערכים נפרדים מסוימים.
התפלגות ההסתברות הנייחת נגזרת מהתהליך החד-שלבי המתאים לתיאוריית הקליטה והפליטה של קרינה של איינשטיין, העיקרון של גאוס משמש לזיהוי האנטרופיה, והחוק השני נותן את המצב של שיווי משקל דינמי או חוק הקרינה של תורת פלאנק הקוונטית, תנאי זה אינו מסכים עם קריטריון שיווי המשקל הדינמי של איינשטיין.
עד סוף המאה ה-XNUMX חלה התקדמות גדולה בפיזיקה, הפיזיקה הניוטונית הקלאסית באותה תקופה הייתה מקובלת בקהילה המדעית בשל יכולתה להסביר ולחזות במדויק תופעות רבות.
עם זאת, בתחילת המאה ה-XNUMX, גילו פיזיקאים שחוקי המכניקה הקלאסית אינם ישימים בקנה מידה אטומי, וניסויים כגון האפקט הפוטואלקטרי סתרו לחלוטין את חוקי הפיזיקה הקלאסית. כתוצאה מתצפיות אלו, הפיזיקאים ניסחו קבוצה של תיאוריות הידועות כיום בתור מכניקת הקוונטים.
מאפיינים של קרינה אלקטרומגנטית
לאס קְרִינָה אלקטרומגנטית יש להם מספר תכונות מעניינות, שאנו מזכירים להלן:
קרינה אלקטרומגנטית מתרחשת כאשר חלקיק אטומי, כמו אלקטרון, מואץ על ידי שדה חשמלי, מה שגורם להאצתו, גלים אלקטרומגנטיים ומאפייניהם מוסברים בקצרה בנקודות המוזכרות להלן.
אֹרֶך גַל
הרחבת הגל ידועה כמרחק בין ראשי הגל המתמשכים, במיוחד בנקודות בגל אלקטרומגנטי או בגל קול, בתורו מגיעים אליו כמרחק של מחזור שלם של תנודה.
- C: היא מהירות האור
- ת: הוא אורך הגל
- v: הוא התדר
C = אוו
תדיר
מספר המחזורים בשנייה מוגדר כתדירות. הוא מוגדר כהרץ, אם "E" הוא האנרגיה, "h" הוא הקבוע של פלאנק השווה ל-6.62607 x 10 -34 ו-"v" הוא התדירות שבה נוכל לגזור את היחס המובא להלן.
E = hν
אז אנחנו יכולים לראות שהתדר עומד ביחס ישר לאנרגיה.
פרק זמן
התקופה מאופיינת בדרך כלל בסמל 'T'. זהו הזמן הכולל שלוקח לגל לעבור אורך גל אחד.
מהירות
ביחס ל קרינה אלקטרומגנטית, מהירות מתבטאת בדרך כלל כ:
מהירות הגל בוואקום עבור הגל האלקטרומגנטי היא = 186,282 מייל/שנייה או 2.99 × 10 8 גברת.
מה הקשר בין קרינה אלקטרומגנטית לרדיואקטיביות?
זהו הטווח הרחב ביותר של הספקטרום האלקטרומגנטי מכיוון שהוא אינו מוגבל באנרגיות גבוהות, קרינת גמא רכה מופקת במהלך מעברי אנרגיה בתוך גרעיני אטום ויותר קשה, במהלך תגובות גרעיניות קרני גמא הורסים בקלות את המולקולות, כולל ביולוגיות, אך, למרבה המזל, הם לא עוברים באטמוספירה.
קרינת גמא היא קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל קצר מאוד, פחות מ-0.1 ננומטר, הנפלטת על ידי גרעיני אטום נרגשים במהלך טרנספורמציות רדיואקטיביות ותגובות גרעיניות וכן נגזרת מההאטה של חלקיקים טעונים בחומר, ריקבון שלהם, לאחר השמדת זוגות אנטי-חלקיקים לאחר, מעבר של חלקיקים טעונים במהירות דרך ה שינויים כימיים של חומר, בקרני אור לייזר, בחלל בין כוכבי.
השפעות ביולוגיות של קרינה אלקטרומגנטית
גלים והשפעות חלקיקים מסבירים במלואם את ספקטרום הפליטה והבליעה של קרינה אלקטרומגנטית, החומר הוא הרכב המדיום שדרכו מתפשט האור קובע את אופי ספקטרום הקליטה והקרינה, פסים אלו מתאימות לרמות האנרגיה המותרות באטומים.
הפסים הכהים בספקטרום הספיגה נובעים מהאטומים כתווך ביניים בין המקור לצופה, האטומים סופגים תדרים מסוימים של אור בין הפולט לגלאי ואז פולטים אותם לכל הכיוונים, מופיעה פס כהה עם ה- גלאי, בשל הקרינה המפוזרת על ידי הקרן.
כך, למשל, הפסים הכהים באור הנפלט מכוכב מרוחק נגרמות על ידי אטומים באטמוספרה של הכוכב, תופעה דומה מתרחשת עבור קרינה, הנראית לעין כאשר הגז הפולט זוהר עקב עירור האטומים על ידי כל מנגנון, כולל חום.
כאשר האלקטרונים יורדים לרמות אנרגיה נמוכות יותר, הספקטרום מקרין החוצה, המייצג קפיצות בין רמות אנרגיית האלקטרונים, אך הקו נראה לעין כי שוב פליטה מתרחשת רק באנרגיות מסוימות לאחר עירור.
דוגמה לכך היא ספקטרום הפליטה של ערפיליות, שכן אלקטרונים הנעים במהירות מאיצים בחדות רבה יותר כאשר הם נתקלים באזור של כוח, ולכן הם אחראים להפקת רוב התדר הגבוה יותר של קרינה אלקטרומגנטית נצפה בטבע.
תופעות אלו יכולות לעזור לכימיקל אחר לקבוע את הרכב גזים עם תאורה אחורית ועבור גזים זוהרים, ספקטרוסקופיה קובעת אילו יסודות כימיים כוללים כוכב מסוים, ספקטרוסקופיה משמשת גם לקביעת המרחק של כוכב באמצעות תזוזה לאדום
קרינה מייננת
מטרת סעיף זה היא לספק מידע על היסודות של קרינה מייננת לכל דבר, האנרגיה הנפלטת ממקור מכונה בדרך כלל קרינה, דוגמאות כוללות חום או אור הנובעים מהמקור. מבנה השמש, מיקרוגלים מתנור, קרני רנטגן וקרני גמא של יסודות רדיואקטיביים.
זה ידוע גם כקרינה עם מספיק אנרגיה כך שכאשר יש אינטראקציה עם אטום, היא יכולה להפריד אלקטרונים המשולבים מאוד ממסלולו של האטום, ולגרום לאטום להיצמד או ליינן.
קרינה לא מייננת
קרינה בלתי מייננת נמצאת בקצה אורך הגל הארוך של הספקטרום ויכולה להיות לה מספיק אנרגיה כדי לעורר מולקולות ואטומים מה שגורם להם לרטוט מהר יותר, זה ברור מאוד בתנור מיקרוגל שבו הקרינה גורמת למולקולות מים לרטוט מהר יותר וליצור חום.
קרינה בלתי מייננת נעה מקרינה בתדר נמוך במיוחד, המוצגת בקצה השמאלי, דרך תדר הרדיו, המיקרוגל והחלקים הנראים של הספקטרום ועד לתחום האולטרה סגול.
יישומים של קרינה אלקטרומגנטית
- קרינה אלקטרומגנטית משיגה העברת אנרגיה דרך הוואקום.
- מכיוון שגלים אלקטרומגנטיים מעבירים אנרגיה, היא ממלאת תפקיד חשוב בחיי היומיום שלנו, כולל טכנולוגיית תקשורת.
- קרינה אלקטרומגנטית היא הבסיס לפעולת המכ"ם, אשר בתורו משמש להנחות ולזהות מרחוק את חקר כדור הארץ שלנו.
- קרניים אולטרה סגולות הן קוטל חיידקים בטבען והורסות חיידקים, וירוסים ועובשים על משטחים שונים, אוויר או מים.
- קרינת אינפרא אדום משמשת לראיית לילה ושימושית עבור מצלמות אבטחה.
- קרינת אינפרא אדומה נראית בכל עת, ולכן היא משמשת פקידים כדי ללכוד את האויב.
כיצד משפיעה עלינו קרינה אלקטרומגנטית?
זה מזמן ידוע כי קרינה אלקטרומגנטית יש אופי שלילי של השפעה על אדם, בכל מקום בו אנו מוקפים במכשירי חשמל ביתיים, חוטים, עודף של השפעות כאלה גורר שינויים ברקע החיסוני של האדם, מה שמוביל למחלות שונות שניתן היה למנוע על ידי הימצאות בסביבה כזו. סביבה בריאה.
גם למערכת הלב וכלי הדם ולמערכת העצבים יש רגישות גבוהה להשפעות הקרינה האלקטרומגנטית, כפי שמתגלה מתוצאות המחקרים.
קרינה יכולה לגרום ל:
- הפרעות עצבים.
- הפרעת שינה.
- פגיעה משמעותית בפעילות הראייה.
- היחלשות של המערכת החיסונית, הפרעות שונות בתהליכים מעצבי חיים.
- הפרעות במערכת הלב וכלי הדם.
