La Promieniowanie elektromagnetyczne są to fale elektromagnetyczne wzbudzane przez różne emitujące obiekty atomów, naładowanych cząstek, molekuł, anten. Wiele urządzeń elektrycznych i linii energetycznych ma promieniowanie elektromagnetyczne.
Co to jest promieniowanie elektromagnetyczne?
La Promieniowanie elektromagnetyczne Jest znany jako forma przenoszenia energii przez ośrodek, w którym pola elektryczne lub magnetyczne promieniują w postaci fal.Fala to ruch, który przekazuje energię przez ośrodek.
Zgodnie z teorią fal, całe promieniowanie elektromagnetyczne ma istotne właściwości i zachowuje się w przewidywalny sposób, promieniowanie elektromagnetyczne składa się z pola elektrycznego i pola magnetycznego, które zmienia swoją wielkość i jest skierowane prostopadle do kierunku rozprzestrzeniania się promieniowania.
Może wydawać się zdumiewające, że tak różne zjawiska fizyczne istnieją na zewnątrz i mają wspólną podstawę promieniowania elektromagnetycznego, taką jak kawałek substancji radioaktywnej, lampa rentgenowska, rtęciowa lampa wyładowcza, latarka, gorący piec itp. transmisja stacja i alternator podłączony do linii elektroenergetycznej.
Skutki różnych rodzaje promieniowania elektromagnetycznego w ludzkim ciele również są różne, promienie gamma i długość fali rentgenowskiej przenikają, powodując uszkodzenie tkanek, światło widzialne powoduje wrażenie wizualne w oku, promieniowanie podczerwone, pada na ludzkie ciało, nagrzewa je, a fale radiowe i drgania elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości ludzkiego ciała w ogóle nie są odczuwalne.
Urządzenia komunikacyjne zapewniają pole elektromagnetyczne w momencie odbierania i przesyłania informacji, a ponieważ znajdują się w minimalnej odległości od nas, np. telefon komórkowy jest zwykle blisko głowy, gęstość strumienia pola elektromagnetycznego będzie maksymalna.
Kuchenki mikrofalowe mają okres przydatności do spożycia, jeśli są nowe i są w użyciu, w czasie pracy praktycznie nie będzie promieniowania z zewnątrz kuchenki, jeśli powierzchnia jest zabrudzona, drzwi nie pasują idealnie, to ochrona piekarnik może nie zatrzymać całego promieniowania, a nawet pola przenikną przez ściany kuchni i całe mieszkanie lub najbliższe pomieszczenia.
właściwości
Elektrodynamika to fizyka Promieniowanie elektromagnetyczne a elektromagnetyzm jest zjawiskiem fizycznym związanym z teorią elektrodynamiki, pola elektryczne i magnetyczne podlegają właściwości superpozycji, dlatego pole wywołane przez określoną cząstkę lub pole elektryczne lub magnetyczne, które zmienia się w czasie, przyczynia się do powstawania pól występujących w tej samej przestrzeni z innych powodów.
Ponadto, ponieważ są to pola wektorowe, wszystkie wektory pola magnetycznego i elektrycznego sumują się zgodnie z dodawaniem wektorów, więc na przykład w optyce dwie lub więcej spójnych fal świetlnych mogą oddziaływać i być konstruktywne lub destrukcyjne, interferencje dają wynikowe natężenie promieniowania, które różni się od suma składowych promieniowania poszczególnych fal świetlnych.
Ponieważ światło jest oscylacją, nie wpływa na podróż przez statyczne pola elektryczne lub magnetyczne w ośrodku liniowym, takim jak próżnia, jednak w ośrodkach nieliniowych, takich jak niektóre kryształy, mogą wystąpić interakcje między światłem a polami elektrycznymi i statyczne pola magnetyczne, te interakcje obejmują efekt Faradaya i efekt Kerra.
W załamaniu fala przecinająca się z jednego ośrodka do drugiego o różnych gęstościach zmienia swoją prędkość i kierunek po wejściu do nowego ośrodka, stosunek współczynników załamania ośrodka określa stopień załamania i jest podsumowany w prawie Snella.
Światło o złożonych długościach fal jest rozpraszane w widzialnym widmie przechodzącym przez pryzmat, ponieważ długość fali zależy od współczynnika załamania materiału pryzmatu, to znaczy, że każda składowa fali w złożonym świetle jest podwojona.
Teoria
James Clerk Maxwell wydedukował kształt fali z równań elektrycznych i magnetycznych, odkrywając w ten sposób falowy charakter pól elektrycznych i magnetycznych oraz ich stosunek, ponieważ szybkość fal elektromagnetycznych dana równaniem falowym pokrywała się ze zmierzoną prędkością światła, wskazał Maxwell że światło samo w sobie jest falą, równania Maxwella zostały potwierdzone przez Hertza, testując falami radiowymi.
Zgodnie z równaniami Maxwella przestrzenna zmienność pola elektrycznego jest zawsze powiązana z polem magnetycznym, które zmienia się w czasie, ponadto zmiennym przestrzennie polem magnetycznym towarzyszą pewne zmiany w czasie w polu elektrycznym, w fali elektromagnetycznej, zmiany w polu elektrycznym zawsze towarzyszy fala w polu magnetycznym w jednym kierunku i odwrotnie.
Pola magnetyczne można uznać za pola elektryczne w innym układzie odniesienia, a także pola elektryczne można uznać za pola magnetyczne w innym układzie odniesienia, ale mają one to samo znaczenie, ponieważ fizyka jest taka sama we wszystkich układach odniesienia, więc istnieje bliski związek między zmianami przestrzeni i czasu jest tu czymś więcej niż analogią.
ile promieniowania
Jest to minimalna liczba właściwości fizycznych biorących udział w interakcji, foton jest jedynym kwantem światła lub inną formą Promieniowanie elektromagnetycznePodobnie energia elektronu związanego w atomie jest kwantowana i może istnieć tylko przy pewnych dyskretnych wartościach.
Stacjonarny rozkład prawdopodobieństwa wywodzi się z jednoetapowego procesu odpowiadającego teorii absorpcji i emisji promieniowania Einsteina, do identyfikacji entropii stosuje się zasadę Gaussa, a drugie prawo podaje warunek równowagi dynamicznej lub prawo promieniowania Teoria kwantowego Plancka, warunek ten jest niezgodny z kryterium dynamicznej równowagi Einsteina.
Pod koniec XVIII wieku dokonano wielkich postępów w fizyce, klasyczna fizyka newtonowska w tamtych czasach była powszechnie akceptowana w środowisku naukowym ze względu na jej zdolność do dokładnego wyjaśniania i przewidywania wielu zjawisk.
Jednak na początku XX wieku fizycy odkryli, że prawa mechaniki klasycznej nie mają zastosowania w skali atomowej, a eksperymenty, takie jak efekt fotoelektryczny, całkowicie zaprzeczały prawom fizyki klasycznej.W wyniku tych obserwacji fizycy sformułowali zestaw teorii znanych obecnie jako mechanika kwantowa.
Charakterystyka promieniowania elektromagnetycznego
Te promieniowanie elektromagnetyczny Mają kilka ciekawych funkcji, o których wspominamy poniżej:
Promieniowanie elektromagnetyczne występuje, gdy cząstka atomowa, taka jak elektron, jest przyspieszana przez pole elektryczne, powodując przyspieszenie, fale elektromagnetyczne i ich charakterystykę krótko wyjaśniono w punktach wymienionych poniżej.
Długość fali
Wydłużenie fali jest znane jako odległość między ciągłymi wierzchołkami fali, zwłaszcza w punktach fali elektromagnetycznej lub fali dźwiękowej, z kolei osiągane jako odległość pełnego cyklu chybotania.
- C: czy prędkość światła?
- A: czy długość fali?
- v: czy częstotliwość?
C = aw
Częstotliwość
Liczba cykli na sekundę jest zdefiniowana jako częstotliwość. Jest zdefiniowany jako Hertz, jeśli „E” jest energią, „h” jest stałą Plancka, która jest równa 6.62607 x 10 -34 a „v” to częstotliwość, z jaką możemy wyprowadzić podaną poniżej zależność.
E = hv
Widzimy więc, że częstotliwość jest wprost proporcjonalna do energii.
Okres
Okres ten jest powszechnie określany symbolem „T”. Jest to całkowity czas potrzebny fali na przebycie 1 długości fali.
Prędkość
W związku z Promieniowanie elektromagnetyczne, prędkość jest zwykle wyrażana jako:
Prędkość fali w próżni dla fali elektromagnetycznej wynosi = 186,282 2.99 mil na sekundę lub 10 × XNUMX 8 SM.
Jaki jest związek między promieniowaniem elektromagnetycznym a radioaktywnością?
Jest to najszerszy zakres widma elektromagnetycznego, ponieważ nie jest ograniczony wysokimi energiami, miękkie promieniowanie gamma powstaje podczas przemian energetycznych w jądrach atomowych i mocniej, podczas reakcji jądrowych promienie gamma łatwo niszczą cząsteczki, w tym biologiczne, ale na szczęście nie przechodzą przez atmosferę.
Promieniowanie gamma to promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo krótkiej długości fali, mniejszej niż 0.1 nm, emitowane przez wzbudzone jądra atomowe podczas przemian radioaktywnych i reakcji jądrowych, a także pochodzące z wyhamowania naładowanych cząstek w materii, ich rozpadu, po anihilacji par antycząstek, po przejście szybko naładowanych cząstek przez Chemiczne zmiany materii, w wiązkach światła laserowego, w przestrzeni międzygwiezdnej.
Biologiczne skutki promieniowania elektromagnetycznego
Fale i efekty cząsteczkowe w pełni wyjaśniają widma emisyjne i absorpcyjne Promieniowania Elektromagnetycznego, materia to skład ośrodka, przez który rozchodzi się światło, określa charakter widma absorpcji i promieniowania, pasma te odpowiadają dopuszczalnym poziomom energii w atomach.
Ciemne pasma w widmie absorpcyjnym są spowodowane atomami jako ośrodkiem pośrednim między źródłem a obserwatorem, atomy absorbują pewne częstotliwości światła między emiterem a detektorem, a następnie emitują je we wszystkich kierunkach, ciemne pasy pojawiają się wraz z detektor, ze względu na promieniowanie rozpraszane przez wiązkę.
I tak np. ciemne pasma w świetle emitowanym przez odległą gwiazdę są powodowane przez atomy w atmosferze gwiazdy, podobne zjawisko ma miejsce dla promieniowania, które jest widoczne, gdy emitujący gaz świeci w wyniku wzbudzenia atomów przez dowolny mechanizm, w tym ciepło.
Gdy elektrony schodzą do niższych poziomów energii, widmo promieniuje, reprezentując skoki między poziomami energii elektronów, ale linia jest widoczna, ponieważ ponownie emisja pojawia się tylko przy pewnych energiach po wzbudzeniu.
Przykładem jest widmo emisyjne mgławic, ponieważ szybko poruszające się elektrony przyspieszają bardziej gwałtownie, gdy napotykają obszar siły, więc są odpowiedzialne za wytwarzanie większości wyższych częstotliwości Promieniowanie elektromagnetyczne obserwowane w naturze.
Zjawiska te mogą pomóc innej substancji chemicznej w określeniu składu podświetlonych gazów, a w przypadku gazów świecących spektroskopia określa, które pierwiastki chemiczne zawierają konkretną gwiazdę, spektroskopia jest również wykorzystywana do określania odległości gwiazdy za pomocą przesunięcia do czerwieni
Promieniowanie jonizujące
Celem tej sekcji jest dostarczenie informacji na temat podstaw promieniowania jonizującego W przypadku wszystkiego energia emitowana przez źródło jest ogólnie określana jako promieniowanie, przykłady obejmują ciepło lub światło emanujące z struktura słońca, mikrofale z pieca, promienie X i gamma z pierwiastków promieniotwórczych.
Jest również znane jako promieniowanie o wystarczającej energii, aby w przypadku interakcji z atomem mogło oddzielić silnie wbudowane elektrony od orbity atomu, powodując przyłączenie się lub jonizację atomu.
promieniowanie niejonizujące
Promieniowanie niejonizujące znajduje się na długim końcu widma i może mieć wystarczającą energię, aby wzbudzić cząsteczki i atomy, powodując ich szybsze wibracje, co jest bardzo oczywiste w kuchence mikrofalowej, w której promieniowanie powoduje szybsze wibracje cząsteczek wody, wytwarzając ciepło.
Promieniowanie niejonizujące obejmuje zakres od promieniowania o bardzo niskich częstotliwościach, pokazanego po lewej stronie, poprzez częstotliwość radiową, mikrofale i widzialne części widma, aż do zakresu ultrafioletowego.
Zastosowania promieniowania elektromagnetycznego
- Promieniowanie elektromagnetyczne zapewnia transmisję energii przez próżnię.
- Ponieważ fale elektromagnetyczne przekazują energię, odgrywają ważną rolę w naszym codziennym życiu, w tym w technologii komunikacyjnej.
- Promieniowanie elektromagnetyczne jest podstawą działania radaru, który z kolei służy do kierowania i zdalnego wykrywania badań naszej planety Ziemia.
- Promienie ultrafioletowe mają charakter bakteriobójczy i niszczą bakterie, wirusy i pleśnie na różnych powierzchniach, powietrzu lub wodzie.
- Promieniowanie podczerwone jest używane do widzenia w nocy i jest przydatne w kamerach bezpieczeństwa.
- Promieniowanie podczerwone jest widoczne przez cały czas, dlatego jest wykorzystywane przez funkcjonariuszy do chwytania wroga.
Jak wpływa na nas promieniowanie elektromagnetyczne?
Od dawna wiadomo, że Promieniowanie elektromagnetyczne ma negatywny wpływ na człowieka, wszędzie otaczają nas sprzęty AGD, przewody, nadmiar tych efektów pociąga za sobą zmiany w tle odpornościowym człowieka, co prowadzi do różnych chorób, którym można by było zapobiec przebywając w takim środowisku i zdrowe środowisko.
Jak wykazały wyniki badań, układ sercowo-naczyniowy i układ nerwowy mają również wysoką wrażliwość na działanie Promieniowania Elektromagnetycznego.
Promieniowanie może powodować:
- Zaburzenia nerwowe.
- Zaburzenia snu.
- Znaczące upośledzenie aktywności wzrokowej.
- Osłabienie układu odpornościowego, różne zaburzenia procesów życiowych.
- Zaburzenia układu sercowo-naczyniowego.
