Mis on elektromagnetiline kiirgus:
Elektromagnetkiirgus on laetud osakeste liikumisel eralduv energia. See on elektromagnetlainete leviku tulemus, mis eemaldub nende päritoluallikast nagu footonite voog.
Elektromagnetkiirguse spektri klassifikatsioon
Kogu elektromagnetkiirgus moodustab elektromagnetilise spektri, mis on klassifitseeritud sõltuvalt selle moodustavate lainete omadustest:
Raadiolained
Raadiolained on elektromagnetkiirguse tüüp, mille lainepikkused elektromagnetilises spektris on infrapunavalgusest pikemad. Selle sagedused jäävad vahemikku 300 gigahertsi (GHz) kuni 3 kilohertsi (kHz), lainepikkused jäävad vahemikku 1–100 km ja liiguvad valguskiirusel.
Kunstlikke raadiolaineid kasutatakse side, radarite ja muude navigatsioonisüsteemide, satelliitside ja arvutivõrkude jaoks.
Mikrolaine
Toidu soojendamiseks ahjudes kasutatavad mikrolained on 2,45 GHz lained, mis tekivad elektronide kiirendamisel. Need mikrolained indutseerivad ahjus elektrivälja, kus vee molekulid ja muud toidu komponendid, püüdes selles elektriväljas orienteeruda, neelavad energiat ja tõstavad selle temperatuuri.
Päike kiirgab mikrolainekiirgust, mille Maa atmosfäär blokeerib. Kosmiline mikrolainete taustkiirgus (CMBR) Kosmiline mikrolaineahi taustkiirgus) on mikrolainekiirgus, mis levib läbi universumi ja on üks alustest, mis toetab universumi tekkimise teooriat suure plahvatuse või teooria abil. suur pauk.
Infrapuna valgus
Infrapunavalgus on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkused on suuremad kui nähtav valgus: vahemikus 0,74 µm kuni 1 mm. Selle kiirguse sagedus on vahemikus 300 GHz kuni 400 terahertsi (THz). Need kiirgused hõlmavad suuremat osa objektide kiiratud soojuskiirgusest. Päikese kiiratav infrapunavalgus vastab 49% -le Maa soojenemisest.
Nähtav valgus
Valgus on elektromagnetiline kiirgus, mida inimesed tajuvad nägemismeelega. Nähtava valguse lainepikkused on vahemikus 390–750 nm ja iga spektri värv paikneb kitsas pikkuste ribas.
| Värv | Lainepikkus |
|---|---|
| lillakas | 380-450 nm |
| Sinine | 450-495 nm |
| Roheline | 495-570 nm |
| Kollane | 570-590 nm |
| Oranž | 590-620 nm |
| Punane | 620-750 nm |
Ultraviolettvalgus
Ultraviolett (UV) valgus on elektromagnetiline kiirgus, mis saab selle nime, kuna selle lainesagedused on suuremad kui värv, mille inimesed tähistavad violetsena. Seda leitakse lainepikkuste vahemikus 10 kuni 400 nm ja footoni energiaga 3 elektronvoldi (eV) ja 124 eV vahel. UV-valgus on inimestele nähtamatu, kuid paljud loomad, näiteks putukad ja linnud, suudavad seda tajuda.
Päikese UV-kiirgus jaguneb tavaliselt kolme kategooriasse, madalaimast kuni kõrgeima energiani:
- UV-A: lainepikkus 320–400 nm
- UV-B: lainepikkus vahemikus 290-320 nm
- UV-C: lainepikkus vahemikus 220-290 nm.
Suurem osa Päikese UV-kiirgusest, mis Maale jõuab, on UV-A, teise kiirguse neelab atmosfääris olev osoon.
Röntgenikiirgus
Röntgenkiired on elektromagnetkiirgus, mille energia on suurem kui UV-kiirgus ja lühem lainepikkus, vahemikus 0,01–10 nm. Need avastas Wilhelm Röntgen 19. sajandi lõpus.
Gammakiired
Gammakiired on elektromagnetkiirgus, mille energia on suurem kui 100 keV ja mille lainepikkus on alla 10 pikomeetri (1 x 10-13 m). Neid eraldab tuum ja looduslikult esinevad radioisotoopides.
Elektromagnetkiirguse mõju
Inimesi ümbritseb väljastpoolt tulev kiirgus, millest oleme teadlikud ainult kiirgusest, mida tajume meelte kaudu: näiteks valgus ja soojus.
Kiirgust saab liigitada ioniseeriv ja mitteioniseeriv, sõltuvalt nende võimest ioniseerida läbitavaid aineid. Sel moel on gammakiired oma kõrge energiataseme tõttu ioniseerivad, raadiolained aga mitteioniseerivad.
Enamik ultraviolettkiirgust on mitteioniseeriv, kuid kogu UV-kiirgus mõjutab orgaanilisi aineid kahjulikult. See on tingitud UV-footoni võimest muuta molekulides keemilisi sidemeid.
Suur röntgeniannus lühikese aja jooksul põhjustab kiiritushaigust, samas kui väikesed annused suurendavad kiiritusvähi riski.
Elektromagnetkiirguse rakendused
Elektromagnetkiirguse toime on planeedil Maa eluks hädavajalik. Tänapäeval tuntud ühiskond põhineb elektromagnetkiirguse tehnoloogilisel kasutamisel.
Raadio
AM raadiolaineid kasutatakse ärilistel raadiosignaalide edastamisel sagedusel 540 kuni 1600 kHz. Informatsiooni nendesse lainetesse paigutamise meetod on moduleeritud amplituudiga, seetõttu nimetatakse seda AM-ks. Kandelaine, millel on raadiojaama põhisagedus (näiteks 1450 kHz), varieerub või on amplituudiks moduleeritud helisignaaliga. Saadud lainel on püsiv sagedus, samal ajal kui amplituud varieerub.
FM-raadiolained on vahemikus 88 kuni 108 MHz ja erinevalt AM-jaamadest edastatakse FM-jaamades sagedusmoduleerimist. Sellisel juhul hoiab infokandja laine oma amplituudi konstantsena, kuid sagedus varieerub. Seetõttu ei tohi kaks FM-raadiojaama olla üksteisest vähem kui 0,020 MHz.
Diagnoosimine ja ravi
Meditsiin on üks valdkondi, mis saab kõige rohkem kasu elektromagnetkiirgusel põhinevate tehnoloogiate kasutamisest. Väikestes annustes on röntgenikiirgus efektiivne radiograafide tegemisel, kus pehmeid kudesid saab eristada kõvadest kudedest. Teiselt poolt kasutatakse vähiravis röntgenikiirte ioniseerivat võimet kiiritusravis pahaloomuliste rakkude hävitamiseks.
Traadita side
Kõige tavalisem traadita tehnoloogia kasutab raadio- või infrapunasignaale; infrapunalainete korral on vahemaa lühike (teleri kaugjuhtimispult), samas kui raadiolained ulatuvad pikkadesse kaugustesse.
Termograafia
Infrapuna abil saab määrata objektide temperatuuri. Termograafia on tehnoloogia, mis võimaldab objektide temperatuuri infrapunakiirguse abil kaugjuhtimise teel kindlaks määrata. Seda tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt sõjaväe- ja tööstuspiirkonnas.
Radar
Teises maailmasõjas välja töötatud radar on mikrolainete tavaline rakendus. Mikrolaineahjude tuvastamise abil saavad radarisüsteemid määrata objektide kaugused.
- Elektromagnetism
- Elektromagnetlaine.
