Mi az elektromágneses sugárzás:
Az elektromágneses sugárzás a töltött részecskék mozgatása által kibocsátott energia. Ez az elektromágneses hullámok terjedésének eredménye, a fotonok folyamaként távolodva a keletkezésük forrásától.
Az elektromágneses sugárzás spektrumának osztályozása
Minden elektromágneses sugárzás alkotja az elektromágneses spektrumot, amelyet az alkotó hullámok jellemzőitől függően osztályoznak:
Rádióhullámok
A rádióhullámok egyfajta elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza az elektromágneses spektrumban hosszabb, mint az infravörös fény. Frekvenciája 300 gigahertz (GHz) és 3 kilohertz (kHz) között van, hullámhossza 1 mm és 100 km között van, és fénysebességgel halad.
A mesterséges rádióhullámokat kommunikációhoz, radarokhoz és egyéb navigációs rendszerekhez, műholdas kommunikációhoz és számítógépes hálózatokhoz használják.
mikrohullámú sütő
A sütőkben az étel melegítésére használt mikrohullámok 2,45 GHz-es hullámok, amelyeket az elektronok gyorsulása hoz létre. Ezek a mikrohullámok elektromos teret indukálnak a kemencében, ahol az étel vízmolekulái és egyéb összetevői, megpróbálva eligazodni abban az elektromos mezőben, elnyelik az energiát és növelik annak hőmérsékletét.
A Nap mikrohullámú sugárzást bocsát ki, amelyet a Föld légköre blokkol. Kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMBR) Kozmikus mikrohullámú háttérsugárzó) az a Világegyetemben terjedő mikrohullámú sugárzás, amely egyike annak az alapnak, amely az Univerzum keletkezésének elméletét alátámasztja a nagy durranás.
Infravörös fény
Az infravörös fény elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza nagyobb, mint a látható fény: 0,74 µm és 1 mm között van. Ennek a sugárzásnak a frekvenciája 300 GHz és 400 terahertz (THz) között van. Ezek a sugárzások tartalmazzák a tárgyak által kibocsátott hősugárzás nagy részét. A Nap által kibocsátott infravörös fény a Föld felmelegedésének 49% -ának felel meg.
Látható fény
A fény az elektromágneses sugárzás, amelyet az emberek látásérzékkel érzékelnek. A látható fény hullámhosszai 390 és 750 nm között vannak, és mindegyik spektrális szín egy keskeny hosszú sávban helyezkedik el.
| Szín | Hullámhossz |
|---|---|
| lila | 380-450 nm |
| Kék | 450-495 nm |
| Zöld | 495-570 nm |
| Sárga | 570-590 nm |
| narancs | 590-620 nm |
| Piros | 620-750 nm |
Ultraibolya fény
Az ultraibolya (UV) fény egy elektromágneses sugárzás, amely azért kapja ezt a nevet, mert hullámfrekvenciája nagyobb, mint az emberek által ibolyának nevezett szín. A hullámhossztartomány 10 és 400 nm között, a fotonenergia pedig 3 elektron-volt (eV) és 124 eV között van. Az UV fény az ember számára láthatatlan, de sok állat, például rovarok és madarak, érzékeli.
A nap UV sugárzását általában három kategóriába sorolják, a legalacsonyabbtól a legnagyobbig:
- UV-A: hullámhossz 320-400 nm között
- UV-B: hullámhossz 290-320 nm között
- UV-C: hullámhossz 220-290 nm között.
A Földre jutó nap-UV-sugárzás nagy része UV-A, a másik sugárzást az ózon elnyeli a légkörben.
Röntgen
A röntgensugarak elektromágneses sugárzás az UV-sugárzásnál nagyobb energiájú és rövidebb hullámhosszúságú, 0,01 és 10 nm közötti. Wilhelm Röntgen fedezte fel őket a 19. század végén.
Gamma sugarak
A gammasugarak a legnagyobb energiájú, 100 keV feletti energiájú elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza kevesebb, mint 10 pikométer (1 x 10-13 m). A mag bocsátja ki őket, és természetesen a radioizotópokban fordulnak elő.
Az elektromágneses sugárzás hatásai
Az embereket kívülről érkező sugárzás veszi körül, amelynek csak az érzékszervek által érzékelt sugárzásáról van szó: például a fényről és a hőről.
A sugárzás a következőkbe sorolható ionizáló és nem ionizáló, attól függően, hogy képesek-e ionizálni az áthaladó anyagokat. Ily módon a gammasugarak magas energiaszintjük miatt ionizálódnak, míg a rádióhullámok nem ionizálódnak.
A legtöbb ultraibolya sugárzás nem ionizáló, de az összes UV sugárzás káros hatással van a szerves anyagokra. Ez annak köszönhető, hogy az UV foton képes megváltoztatni a molekulák kémiai kötéseit.
A nagy dózisú röntgensugár rövid idő alatt sugárbetegséget okoz, míg az alacsony dózis növeli a sugárrák kockázatát.
Az elektromágneses sugárzás alkalmazásai
Az elektromágneses sugárzás hatása elengedhetetlen a Föld bolygó életéhez. A társadalom, amelyet ma ismerünk, azon a technológiai felhasználáson alapul, amelyet az elektromágneses sugárzásnak adunk.
Rádió
Az AM rádióhullámokat használják a kereskedelmi rádiójelek továbbítására az 540–1600 kHz frekvencián. Az információ ezekbe a hullámokba való elhelyezésének módszere modulált amplitúdójú, ezért AM-nek hívják. Az a vivőhullám, amely rendelkezik a rádióállomás alapfrekvenciájával (például 1450 kHz), változik, vagy amplitúdóját modulálja egy audiojel. A kapott hullám állandó frekvenciával rendelkezik, miközben az amplitúdó változik.
Az FM rádióhullámok 88 és 108 MHz között mozognak, és az AM állomásoktól eltérően az FM állomásokon történő átvitel módja frekvenciamoduláció. Ebben az esetben az információhordozó hullám állandóan tartja amplitúdóját, de a frekvencia változó. Ezért két FM rádióállomás nem lehet kisebb, mint 0,020 MHz.
Diagnózis és terápia
Az orvostudomány egyike azoknak a területeknek, ahol a legtöbb haszon származik az elektromágneses sugárzáson alapuló technológiák használatából. Kis dózisban a röntgensugarak hatékonyak röntgenfelvétel készítéséhez, ahol a lágy szövetek megkülönböztethetők a kemény szövetektől. Másrészt a röntgensugarak ionizáló képességét a rák kezelésében használják fel a rosszindulatú sejtek elpusztítására a sugárterápiában.
Vezeték nélküli kommunikáció
A leggyakoribb vezeték nélküli technológiák rádió- vagy infravörös jeleket használnak; infravörös hullámokkal a távolságok rövidek (televíziós távirányító), míg a rádióhullámok nagy távolságokat érnek el.
Termográfia
Az infravörös segítségével meghatározható az objektumok hőmérséklete. A termográfia az a technológia, amely lehetővé teszi az objektumok hőmérsékletének távoli meghatározását infravörös sugárzás segítségével. Ezt a technológiát széles körben használják a katonai és ipari területen.
A radar
A második világháborúban kifejlesztett radar a mikrohullámok gyakori alkalmazása. A mikrohullámú visszhangok észlelésével a radarrendszerek meghatározhatják a tárgyak távolságát.
- Elektromágnesesség
- Elektromágneses hullám.
