รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มันคืออะไร มีผลกระทบต่อเราอย่างไร? และอื่น ๆ

La รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า พวกมันคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตื่นเต้นจากวัตถุที่เปล่งแสงต่างๆ ของอะตอม อนุภาคที่มีประจุ โมเลกุล เสาอากาศ เครื่องใช้ไฟฟ้าและสายไฟจำนวนมากมีการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า 

การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

La รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นที่รู้จักกันในรูปของการถ่ายเทพลังงานผ่านตัวกลางที่สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กแผ่ออกมาในรูปของคลื่น คลื่น คือ การเคลื่อนที่ที่สื่อสารพลังงานผ่านตัวกลาง

ตามทฤษฎีคลื่น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดมีคุณสมบัติที่จำเป็นและทำงานในลักษณะที่คาดการณ์ได้ การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนขนาดและตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของรังสี

อาจดูน่าทึ่งที่ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แตกต่างกันดังกล่าวมีอยู่ภายนอกและมีพื้นฐานทั่วไปของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น ชิ้นส่วนของสารกัมมันตภาพรังสี หลอดเอ็กซ์เรย์ หลอดปล่อยสารปรอท ไฟฉาย เตาร้อน เป็นต้น สถานีและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่เชื่อมต่อกับสายไฟ

ผลกระทบของความแตกต่าง ประเภทของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ในร่างกายมนุษย์ก็ต่างกันรังสีแกมมาและ ความยาวคลื่นเอ็กซ์เรย์ ทะลุทำให้เกิดความเสียหายของเนื้อเยื่อ แสงที่มองเห็นได้ทำให้เกิดความรู้สึกทางสายตา รังสีอินฟราเรด ตกกระทบร่างกาย ความร้อน และคลื่นวิทยุและการสั่นสะเทือนทางแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำของร่างกายมนุษย์จะไม่รู้สึกเลย

อุปกรณ์สื่อสารจะจัดให้มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในเวลาที่รับและส่งข้อมูล และเนื่องจากอยู่ห่างจากเราน้อยที่สุด เช่น โทรศัพท์มือถือมักจะอยู่ใกล้กับศีรษะ ความหนาแน่นฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะสูงสุด

เตาอบไมโครเวฟมีอายุการเก็บรักษา หากเป็นเตาอบใหม่และใช้งานอยู่ ในทางปฏิบัติจะไม่มีรังสีใด ๆ จากด้านนอกของเตาอบในขณะใช้งาน หากพื้นผิวสกปรก ประตูไม่พอดี การป้องกัน เตาอบอาจไม่หยุดการแผ่รังสีทั้งหมดและแม้แต่ทุ่งนาก็จะทะลุกำแพงห้องครัวและอพาร์ทเมนต์ทั้งหมดหรือห้องที่ใกล้ที่สุด 

สรรพคุณ

อิเล็กโทรไดนามิกส์เป็นฟิสิกส์ของ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีอิเล็กโทรไดนามิกส์ สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็นไปตามคุณสมบัติของการทับซ้อน ดังนั้น สนามที่เกิดจากอนุภาคใดโดยเฉพาะ หรือสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลาทำให้เกิดสนามที่อยู่ในพื้นที่เดียวกัน ด้วยเหตุผลอื่น

นอกจากนี้ เนื่องจากเป็นสนามเวกเตอร์ เวกเตอร์สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าทั้งหมดจึงรวมกันตามการบวกเวกเตอร์ ดังนั้น ตัวอย่างเช่น ในเลนส์ออปติกคลื่นแสงที่เชื่อมโยงกันตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไปสามารถโต้ตอบและสร้างสรรค์หรือทำลายล้างได้ การรบกวนทำให้เกิดการฉายรังสีที่เกิดขึ้นซึ่งเบี่ยงเบนไปจาก ผลรวมขององค์ประกอบการฉายรังสีของคลื่นแสงแต่ละคลื่น

เนื่องจากแสงเป็นการสั่น จึงไม่ส่งผลต่อการเดินทางผ่านสนามไฟฟ้าสถิตหรือสนามแม่เหล็กในตัวกลางเชิงเส้นตรง เช่น สุญญากาศ อย่างไรก็ตาม ในสื่อที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น ผลึกบางชนิด อาจเกิดปฏิกิริยาระหว่างสนามแสงและสนามไฟฟ้าและไฟฟ้าสถิตได้ ปฏิกิริยาเหล่านี้ รวมถึงเอฟเฟกต์ฟาราเดย์และเอฟเฟกต์เคอร์ 

ในการหักเหของแสง คลื่นที่ตัดกันจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกันจะเปลี่ยนความเร็วและทิศทางของมันเมื่อเข้าสู่ตัวกลางใหม่ อัตราส่วนของดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางเป็นตัวกำหนดระดับการหักเหของแสง และสรุปไว้ในกฎของ Snell

แสงของความยาวคลื่นแบบผสมจะกระจัดกระจายในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ผ่านปริซึม เนื่องจากความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับดัชนีการหักเหของแสงของปริซึมวัสดุ กล่าวคือ ส่วนประกอบแต่ละส่วนของคลื่นภายในแสงประกอบจะมีปริมาณต่างกันเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

ทฤษฎี 

เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์อนุมานรูปคลื่นจากสมการไฟฟ้าและแม่เหล็ก จึงพบลักษณะคล้ายคลื่นของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กและอัตราส่วนของมัน เนื่องจากความรวดเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้จากสมการคลื่นใกล้เคียงกับความเร็วแสงที่วัดได้ แมกซ์เวลล์ระบุ แสงนั้นเป็นคลื่น สมการของแมกซ์เวลล์ได้รับการตรวจสอบโดยเฮิรตซ์โดยการทดสอบด้วยคลื่นวิทยุ 

ตามสมการของแมกซ์เวลล์ ความแปรผันเชิงพื้นที่ของสนามไฟฟ้ามักสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็ก ซึ่งเปลี่ยนแปลงตามเวลา นอกจากนี้ สนามแม่เหล็กแปรผันเชิงพื้นที่ยังสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในสนามไฟฟ้า ในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลง ในสนามไฟฟ้ามักจะมาพร้อมกับคลื่นในสนามแม่เหล็กในทิศทางเดียวและในทางกลับกัน

สนามแม่เหล็กถือได้ว่าเป็นสนามไฟฟ้าในกรอบอ้างอิงอื่น และสนามไฟฟ้าก็ถือได้ว่าเป็นสนามแม่เหล็กในอีกกรอบอ้างอิงอื่น แต่มีความหมายเหมือนกัน เนื่องจากฟิสิกส์จะเหมือนกันในทุกกรอบอ้างอิง จึงมี ความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างการเปลี่ยนแปลงของอวกาศกับเวลาเป็นมากกว่าการเปรียบเทียบในที่นี้

รังสีเท่าไหร่

เป็นคุณสมบัติทางกายภาพจำนวนน้อยที่สุดที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ โฟตอนเป็นเพียงควอนตัมของแสงหรือรูปแบบอื่น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในทำนองเดียวกัน พลังงานของอิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้ภายในอะตอมจะถูกหาปริมาณและสามารถมีอยู่ได้เฉพาะค่าที่ไม่ต่อเนื่องบางค่าเท่านั้น

การแจกแจงความน่าจะเป็นแบบคงที่นั้นมาจากกระบวนการขั้นตอนเดียวที่สอดคล้องกับทฤษฎีการดูดกลืนและการแผ่รังสีของไอน์สไตน์ หลักการของเกาส์ใช้เพื่อระบุเอนโทรปี และกฎข้อที่สองให้เงื่อนไขสมดุลไดนามิกหรือกฎการแผ่รังสีของ ทฤษฎีควอนตัมพลังค์เงื่อนไขนี้ไม่เห็นด้วยกับเกณฑ์ดุลยภาพไดนามิกของไอน์สไตน์ 

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ XNUMX มีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านฟิสิกส์ ฟิสิกส์คลาสสิกของนิวตันในขณะนั้นได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในชุมชนวิทยาศาสตร์สำหรับความสามารถในการอธิบายและทำนายปรากฏการณ์ต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ

อย่างไรก็ตาม ในช่วงต้นศตวรรษที่ XNUMX นักฟิสิกส์พบว่ากฎของกลศาสตร์คลาสสิกใช้ไม่ได้ในระดับอะตอม และการทดลองต่างๆ เช่น โฟโตอิเล็กทริกได้ขัดแย้งกับกฎของฟิสิกส์คลาสสิกอย่างสิ้นเชิง จากการสังเกตเหล่านี้ นักฟิสิกส์จึงได้รวมชุด ของทฤษฎีที่เรียกว่ากลศาสตร์ควอนตัม

ลักษณะของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ลา รังสี แม่เหล็กไฟฟ้า พวกเขามีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายประการที่เรากล่าวถึงด้านล่าง:

การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคอะตอม เช่น อิเล็กตรอน ถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า ทำให้เกิดความเร็วขึ้น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคุณลักษณะของอนุภาคจะอธิบายโดยย่อในประเด็นที่กล่าวถึงด้านล่าง

ความยาวคลื่น

การขยายคลื่นเรียกว่าระยะห่างระหว่างยอดต่อเนื่องของคลื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จุดในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นเสียง ในทางกลับกันจะถึงระยะของวัฏจักรการวอกแวกที่สมบูรณ์

• C คือความเร็วแสง
• a: คือความยาวคลื่น
• v: คือความถี่

C = อ่า

ความถี่

จำนวนรอบต่อวินาทีถูกกำหนดเป็นความถี่ ถูกกำหนดเป็นเฮิรตซ์ ถ้า E เป็นพลังงาน h คือค่าคงตัวของพลังค์ซึ่งเท่ากับ 6.62607 x 10 ^-34 และ "v" คือความถี่ที่เราสามารถหาความสัมพันธ์ที่ระบุด้านล่าง

E = hν

ดังนั้นเราจึงสามารถเห็นได้ว่าความถี่นั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงาน

ระยะเวลา

ช่วงเวลานี้มักใช้สัญลักษณ์ 'T' คือเวลาทั้งหมดที่คลื่นเดินทาง 1 ความยาวคลื่น

ความเร็ว

สัมพันธ์กับ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า, ความเร็วมักจะแสดงเป็น:

ความเร็วคลื่นในสุญญากาศสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือ = 186,282 ไมล์/วินาที หรือ 2.99 × 10 ⁸ นางสาว.

อะไรคือความสัมพันธ์ระหว่างการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากับกัมมันตภาพรังสี?

นี่คือสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่กว้างที่สุด เนื่องจากไม่ได้ถูกจำกัดด้วยพลังงานสูง รังสีแกมมาอ่อนจะเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนผ่านของพลังงานภายในนิวเคลียสของอะตอมและรุนแรงกว่า ระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์ รังสีแกมมาทำลายโมเลกุลได้ง่าย รวมถึงโมเลกุลทางชีววิทยา แต่โชคดีที่ ไม่ผ่านชั้นบรรยากาศ 

รังสีแกมมาคือการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก น้อยกว่า 0.1 นาโนเมตร ที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมที่ถูกกระตุ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีและปฏิกิริยานิวเคลียร์ และยังได้มาจากการชะลอตัวของอนุภาคที่มีประจุในสสาร การสลายตัว หลังจากการทำลายล้างคู่ของปฏิปักษ์หลังจากนั้น การผ่านของอนุภาคที่มีประจุอย่างรวดเร็วผ่าน การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสสารในลำแสงเลเซอร์ในอวกาศระหว่างดวงดาว 

ผลกระทบทางชีวภาพของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ผลกระทบของคลื่นและอนุภาคอธิบายสเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดกลืนแสงของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่ สสารคือองค์ประกอบของตัวกลางที่แสงกระจายออกไปกำหนดลักษณะของสเปกตรัมการดูดกลืนและการแผ่รังสี แถบเหล่านี้สอดคล้องกับระดับพลังงานที่อนุญาตในอะตอม

แถบมืดในสเปกตรัมการดูดกลืนแสงเกิดจากอะตอมเป็นตัวกลางระหว่างแหล่งกำเนิดและผู้สังเกต อะตอมดูดซับความถี่แสงบางอย่างระหว่างตัวปล่อยและตัวตรวจจับ แล้วปล่อยออกไปในทุกทิศทาง แถบสีดำปรากฏขึ้นพร้อมกับ เครื่องตรวจจับเนื่องจากรังสีที่กระจัดกระจายโดยลำแสง

ตัวอย่างเช่น แถบมืดในแสงที่ปล่อยออกมาจากดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลนั้นเกิดจากอะตอมในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ ซึ่งปรากฏการณ์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นสำหรับการแผ่รังสี ซึ่งมองเห็นได้เมื่อก๊าซที่เปล่งแสงออกมาสว่างเนื่องจากการกระตุ้นของอะตอมโดยวิธีใดๆ กลไกรวมทั้งความร้อน

เมื่ออิเล็กตรอนลดระดับลงสู่ระดับพลังงานที่ต่ำลง สเปกตรัมจะแผ่กระจายออกไป แสดงถึงการกระโดดระหว่างระดับพลังงานอิเล็กตรอน แต่เส้นจะมองเห็นได้เนื่องจากการปล่อยอีกครั้งจะเกิดขึ้นที่พลังงานบางอย่างหลังการกระตุ้นเท่านั้น

ตัวอย่างคือสเปกตรัมการแผ่รังสีของเนบิวลา เนื่องจากอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจะเร่งความเร็วได้เร็วกว่าเมื่อสัมผัสกับบริเวณแรง ดังนั้นพวกมันจึงมีหน้าที่ในการผลิตความถี่ที่สูงกว่าส่วนใหญ่ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า สังเกตได้ในธรรมชาติ

ปรากฏการณ์เหล่านี้สามารถช่วยให้สารเคมีชนิดต่างๆ ระบุองค์ประกอบของก๊าซย้อนแสง และสำหรับก๊าซเรืองแสง สเปกโตรสโกปีจะกำหนดองค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ดวงใดดวงหนึ่ง นอกจากนี้ สเปกโตรสโคปียังใช้เพื่อกำหนดระยะห่างของดาวฤกษ์โดยใช้การกระจัดเป็นสีแดง

รังสีไอออไนซ์

จุดประสงค์ของส่วนนี้คือเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับพื้นฐานของการแผ่รังสีไอออไนซ์ สำหรับทุกสิ่ง โดยทั่วไปพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดจะเรียกว่าการแผ่รังสี ตัวอย่าง ได้แก่ ความร้อนหรือแสงที่เล็ดลอดออกมาจาก โครงสร้างของดวงอาทิตย์, ไมโครเวฟจากเตาอบ, รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาจากธาตุกัมมันตรังสี 

เป็นที่รู้จักกันว่าการแผ่รังสีที่มีพลังงานเพียงพอเพื่อที่ว่าเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอม มันสามารถแยกอิเล็กตรอนที่รวมตัวสูงออกจากวงโคจรของอะตอม ทำให้อะตอมเกาะติดหรือแตกตัวเป็นไอออน

รังสีที่ไม่เป็นไอออน

รังสีที่ไม่มีไอออนอยู่ที่ปลายคลื่นยาวของสเปกตรัมและมีพลังงานเพียงพอที่จะกระตุ้นโมเลกุลและอะตอมทำให้สั่นสะเทือนเร็วขึ้น ซึ่งเห็นได้ชัดเจนมากในเตาไมโครเวฟที่รังสีทำให้โมเลกุลของน้ำสั่นสะเทือนเร็วขึ้นทำให้เกิดความร้อน

การแผ่รังสีที่ไม่เป็นไอออนมีตั้งแต่การแผ่รังสีความถี่ต่ำมาก ซึ่งแสดงทางด้านซ้ายสุด ผ่านความถี่วิทยุ ไมโครเวฟ และส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมจนถึงช่วงอัลตราไวโอเลต

การประยุกต์ใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

• การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ส่งพลังงานผ่านสุญญากาศได้ 
• เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งพลังงาน จึงมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา รวมทั้งเทคโนโลยีการสื่อสาร
• การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเรดาร์ ซึ่งจะใช้เพื่อนำทางและตรวจจับการศึกษาดาวเคราะห์โลกของเราจากระยะไกล
• รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสารฆ่าเชื้อโรคในธรรมชาติและทำลายแบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อราบนพื้นผิวต่างๆ อากาศหรือน้ำ
• รังสีอินฟราเรดใช้สำหรับการมองเห็นตอนกลางคืนและมีประโยชน์สำหรับกล้องรักษาความปลอดภัย 
• รังสีอินฟราเรดสามารถมองเห็นได้ตลอดเวลา จึงถูกใช้โดยเจ้าหน้าที่เพื่อจับศัตรู

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผลต่อเราอย่างไร?

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่า รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มีลักษณะเชิงลบของอิทธิพลต่อบุคคลทุกที่ที่เราถูกล้อมรอบด้วยเครื่องใช้ในครัวเรือน, สายไฟ, ผลกระทบที่มากเกินไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในภูมิหลังภูมิคุ้มกันของมนุษย์ซึ่งนำไปสู่โรคต่างๆที่สามารถป้องกันได้โดยการอยู่ในสภาพแวดล้อมดังกล่าวและ สภาพแวดล้อมที่ดีต่อสุขภาพ

ระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาทยังมีความไวสูงต่อผลกระทบของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าดังเปิดเผยโดยผลการศึกษา

การฉายรังสีสามารถทำให้เกิด: 

• ความผิดปกติของระบบประสาท
• รบกวนการนอนหลับ
• การด้อยค่าอย่างมีนัยสำคัญในกิจกรรมการมองเห็น
• ภูมิคุ้มกันอ่อนแอ ความผิดปกติต่าง ๆ ของกระบวนการสร้างชีวิต
• ความผิดปกติของระบบหัวใจและหลอดเลือด