La 電磁放射 それらは、原子、荷電粒子、分子、アンテナのさまざまな放出物体によって励起される電磁波です。 多くの電化製品や電力線には電磁放射があります。
電磁放射とは何ですか？
La 電磁放射 これは、電界または磁界が波の形で放射される媒体を介したエネルギー伝達の形式として知られています。波は、媒体を介してエネルギーを伝達する動きです。
波動理論によれば、すべての電磁放射は本質的な特性を持ち、予測可能な方法で動作します。電磁放射は電場と磁場で構成され、電場のサイズが変化し、放射の広がりの方向に垂直に向けられます。
このようなさまざまな物理現象が外向きに存在し、放射性物質、X線管、水銀灯、懐中電灯、ホットストーブなどの電磁放射の共通の基盤を持っていることは驚くべきことのように思われるかもしれません。ステーションと電力線に接続されたオルタネーター。
異なる効果 電磁放射の種類 人体でも違う、ガンマ線と X線の波長 浸透して組織に損傷を与え、可視光が目に視覚を引き起こし、赤外線放射、人体の落下、加熱を引き起こし、人体の電波や低周波の電磁振動をまったく感じません。
通信機器は、情報の送受信時に電磁界を発生させます。たとえば、携帯電話は通常、頭の近くにあるため、電磁界の磁束密度が最大になります。
電子レンジには貯蔵寿命があり、新品で使用中の場合、オーブンの外側からの操作時に実質的に放射線が発生しません。表面が汚れていると、ドアが完全にフィットしません。オーブンはすべての放射線を止めるわけではなく、畑でさえキッチンの壁やアパート全体、または最寄りの部屋に浸透します。
プロパティ
電気力学はの物理学です 電磁放射 電磁気学は電気力学の理論に関連する物理現象であり、電場と磁場は重ね合わせの特性に従います。したがって、特定の粒子による場、または時間とともに変化する電場または磁場は、同じ空間に存在する場に寄与します。他の理由で。
また、それらはベクトル場であるため、すべての磁場および電場ベクトルはベクトルの加算に従って加算されます。たとえば、光学では、XNUMXつ以上のコヒーレント光波が相互作用し、建設的または破壊的になる可能性があります。個々の光波の照射成分の合計。
光は振動であるため、真空などの線形媒体内の静電界または静磁場の移動には影響しませんが、一部の結晶などの非線形媒体では、光と電場の相互作用が発生する可能性があり、これらの相互作用は静磁気ですファラデー効果とカー効果が含まれます。
屈折では、ある媒体から別の異なる密度の媒体に交差する波は、新しい媒体に入るとその速度と方向を変えます。媒体の屈折率の比率が屈折の程度を決定し、スネルの法則に要約されます。
複合波長の光は、プリズムを通過する可視スペクトルで散乱されます。これは、波長が材料プリズムの屈折率に依存するためです。つまり、複合光内の波の各成分がXNUMX倍になります。
理論
ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、電気と磁気の方程式から波形を推定し、波動方程式によって与えられる電磁波の速さが測定された光の速度と一致したため、電場と磁場の波のような性質とそれらの比率を発見しました、とマクスウェルは示しましたその光自体は波であり、マクスウェルの方程式は、電磁波でテストすることによってヘルツによって検証されました。
マクスウェルの方程式によれば、電場の空間的変化は常に磁場に関連しており、磁場は時間とともに変化します。さらに、空間的に変化する磁場は、電場の時間の経過に伴う特定の変化、電磁波の変化に関連しています。電場では常に一方向の磁場の波が伴い、その逆も同様です。
磁場は別の基準系の磁場と見なすことができ、磁場は別の基準系の磁場と見なすことができますが、物理学はすべての基準系で同じであるため、同じ意味を持ちます。空間と時間の変化の間の密接な関係は、ここでの類推以上のものです。
どのくらいの放射線
これは、相互作用に関与する物理的特性の最小数であり、光子は、光の唯一の量子または他の形式の 電磁放射同様に、原子内の束縛された電子のエネルギーは量子化され、特定の離散値でのみ存在できます。
定常確率分布は、アインシュタインの放射の吸収と放出の理論に対応するXNUMXステップのプロセスから導出され、ガウスの原理を使用してエントロピーを識別し、XNUMX番目の法則は動的平衡の条件または 量子プランク理論、この条件はアインシュタインの動的平衡基準と一致していません。
XNUMX世紀の終わりまでに、物理学は大きく進歩しました。当時の古典ニュートン物理学は、多くの現象を正確に説明および予測できることで、科学界で広く受け入れられていました。
しかし、XNUMX世紀初頭、物理学者は古典力学の法則が原子スケールで適用できないことを発見し、光電効果などの実験は古典物理学の法則と完全に矛盾しました。これらの観察の結果、物理学者は一連の現在量子力学として知られている理論の。
電磁放射の特性
ラス 放射線 電磁 それらにはいくつかの興味深い機能があり、以下で説明します。
電磁波は、電子などの原子粒子が電場によって加速されて加速するときに発生します。電磁波とその特性について、以下の点で簡単に説明します。
波長
波の広がりは、特に電磁波または音波のポイントでの波の連続した頂部間の距離として知られており、次に、ぐらつきの完全なサイクルの距離として到達します。
- C：光速です
- a：は波長です
- v：は頻度です
C = aw
周波数
6.62607秒あたりのサイクル数は頻度として定義されます。 これはヘルツとして定義されます。「E」がエネルギーの場合、「h」はプランク定数であり、10xXNUMXに等しくなります。 -34 「v」は、以下の関係を導き出すことができる頻度です。
E =hν
したがって、周波数はエネルギーに正比例していることがわかります。
期間
ピリオドは通常、記号「T」で特徴付けられます。 これは、波が1波長を移動するのにかかる合計時間です。
スピード
に関して 電磁放射、速度は通常次のように表されます。
電磁波の真空中の波の速度は=186,282マイル/秒または2.99×10です。 8 MS。
電磁放射と放射性崩壊の関係は何ですか？
これは、高エネルギーに制限されないため、電磁スペクトルの最も広い範囲です。原子核内のエネルギー遷移中にソフトガンマ線が生成され、核反応中にガンマ線が生物学的分子を含む分子を簡単に破壊しますが、幸いなことに、それらは大気を通過しません。
ガンマ線は、放射性変換および核反応中に励起された原子核によって放出される、0.1 nm未満の非常に短い波長の電磁放射であり、物質中の荷電粒子の減速、それらの崩壊、対の反粒子の消滅後、急速に帯電した粒子の通過 物質の化学変化、レーザー光のビームで、星間空間で。
電磁放射の生物学的影響
波と粒子の効果は、電磁放射の放出と吸収のスペクトルを完全に説明します。物質は、光が伝播する媒体の組成であり、吸収と放射のスペクトルの性質を決定します。これらのバンドは、原子の許容エネルギーレベルに対応します。
吸収スペクトルの暗いバンドは、光源と観測者の間の中間媒体としての原子によるものです。原子は、エミッタと検出器の間の特定の周波数の光を吸収し、すべての方向に放射します。暗いバンドは、ビームによって散乱された放射線による検出器。
したがって、たとえば、遠方の星から放出される光の暗い帯は、星の大気中の原子によって引き起こされます。放射についても同様の現象が発生します。これは、原子の励起によって放出ガスが光るときに見られます。熱を含むメカニズム。
電子がより低いエネルギーレベルに下降すると、スペクトルが放射状に広がり、電子エネルギーレベル間のジャンプを表しますが、励起後の特定のエネルギーでのみ発光が発生するため、線が表示されます。
例としては、星雲の発光スペクトルがあります。これは、急速に移動する電子が力の領域に遭遇すると、より急激に加速するため、より高い周波数のほとんどを生成する役割を果たします。 電磁放射 自然界で観察されます。
これらの現象は、別の化学物質がバックライトガスの組成を決定するのに役立ちます。発光ガスの場合、分光法は特定の星を含む化学元素を決定します。分光法は、赤への変位を使用して星の距離を決定するためにも使用されます
電離放射線
このセクションの目的は、電離放射線の基本に関する情報を提供することです。すべての場合、線源から放出されるエネルギーは一般に放射線と呼ばれます。例としては、 太陽の構造、オーブンからのマイクロ波、放射性元素からのX線とガンマ線。
これは、原子との相互作用があるときに、高度に組み込まれた電子を原子の軌道から分離して、原子を付着またはイオン化させることができるように、十分なエネルギーを持つ放射線としても知られています。
非電離放射線
非電離放射線はスペクトルの長波長端にあり、分子や原子を励起してそれらをより速く振動させるのに十分なエネルギーを持つことができます。これは、放射によって水分子がより速く振動して熱を発生させる電子レンジでは非常に明白です。
非電離放射線は、左端に示されている超低周波放射線から、無線周波数、マイクロ波、およびスペクトルの可視部分を経由して紫外線範囲にまで及びます。
電磁放射の応用
- 電磁放射は、真空を介したエネルギーの伝達を実現します。
- 電磁波はエネルギーを伝達するため、通信技術をはじめとする私たちの日常生活において重要な役割を果たしています。
- 電磁放射はレーダーの動作の基礎であり、レーダーは私たちの惑星地球の研究を導き、遠隔で検出するために使用されます。
- 紫外線は本質的に殺菌性であり、空気や水など、さまざまな表面のバクテリア、ウイルス、カビを破壊します。
- 赤外線は暗視に使用され、防犯カメラに役立ちます。
- 赤外線は常に見えるため、当局は敵を捕らえるために使用します。
電磁放射は私たちにどのような影響を与えますか？
長い間、 電磁放射 家電やワイヤーに囲まれていると、人に悪影響を与えるというネガティブな性格を持っており、そのような影響が多すぎると、人間の免疫力が変化し、そのような環境にいることで予防できたさまざまな病気につながります。健康的な環境。
研究の結果から明らかなように、心臓血管系と神経系も電磁放射の影響に対して高い感度を持っています。
放射線は以下を引き起こす可能性があります：
- 神経障害。
- 睡眠障害。
- 視覚活動の重大な障害。
- 免疫システムの弱体化、生命形成過程のさまざまな障害。
- 心血管系の障害。
