Ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Ολόκληρη η κατανομή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με βάση τη συχνότητα ή το μήκος κύματος αναφέρεται ως ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Παρά το γεγονός ότι όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός στο κενό, το κάνουν σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, μηκών κύματος και ενεργειών φωτονίων. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιλαμβάνει όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και χωρίζεται σε διάφορες υποπεριοχές, οι οποίες συχνά αναφέρονται ως μέρη, όπως το ορατό φως ή η υπεριώδης ακτινοβολία.

Τα διάφορα τμήματα έχουν διακριτά ονόματα λόγω των αποκλίσεων στην εκπομπή, μετάδοση και απορρόφηση των αντίστοιχων κυμάτων, καθώς και λόγω των πολυάριθμων πρακτικών τους χρήσεων. Επειδή δεν υπάρχουν συγκεκριμένα αποδεκτά όρια μεταξύ αυτών των συνεχών κομματιών, τα εύρη τείνουν να επικαλύπτονται.

Από τη χαμηλότερη έως την υψηλότερη συχνότητα (μεγαλύτερο έως μικρότερο μήκος κύματος), το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιλαμβάνει όλα τα ραδιοκύματα (π.χ. εμπορικό ραδιόφωνο και τηλεόραση, μικροκύματα, ραντάρ), υπέρυθρη ακτινοβολία, ορατό φως, υπεριώδη ακτινοβολία, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα . Η φασματοσκοπία μπορεί να πραγματοποιηθεί σε όλες σχεδόν τις συχνότητες και τα μήκη κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Τι είναι τα Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα;

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι μορφές ενέργειας που ταξιδεύουν στο διάστημα ως περιοδικές διακοπές σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα κινούνται στο διάστημα με την ίδια ταχύτητα, c =2,99792458 x 108 m/s, η οποία γενικά αναφέρεται ως η ταχύτητα του φωτός. Μια συχνότητα και ένα μήκος κύματος ορίζουν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Η εξίσωση συνδέει αυτές τις δύο τιμές με την ταχύτητα του φωτός.

Ταχύτητα φωτός =συχνότητα × μήκος κύματος

Η συχνότητα (και επομένως το μήκος κύματος) ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος καθορίζεται από την πηγή του. Στον φυσικό μας κόσμο, υπάρχει μια τεράστια γκάμα συχνοτήτων, που κυμαίνεται από τη χαμηλή συχνότητα των ηλεκτρικών κυμάτων που δημιουργούνται από τις γραμμές μεταφοράς ενέργειας έως την εξαιρετικά υψηλή συχνότητα των ακτίνων γάμμα που προέρχονται από τους ατομικούς πυρήνες. Το Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα με ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Κύματα ή σωματίδια

Όλο το φως έχει ιδιότητες που μοιάζουν με σωματίδια καθώς και κυματοειδείς ιδιότητες. Ποια από αυτά τα χαρακτηριστικά παρατηρούνται επηρεάζεται από το πώς είναι κατασκευασμένο ένα όργανο για να αντιλαμβάνεται το φως. Ένα παράδειγμα χαρακτηριστικού που μοιάζει με κύμα του φωτός είναι μια συσκευή που περιθλά το φως σε ένα φάσμα για μελέτη. Η σωματιδιακή φύση του φωτός γίνεται αντιληπτή από ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται σε ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές — μεμονωμένα φωτόνια απελευθερώνουν ηλεκτρόνια που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση και την αποθήκευση εικόνων.

Τι είναι η Ηλεκτρομαγνητική Ενέργεια;

Το φως, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και η ακτινοβολία είναι όλα τα ονόματα που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν το ίδιο φυσικό φαινόμενο:ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια μπορεί να χαρακτηριστεί χρησιμοποιώντας όρους όπως συχνότητα, μήκος κύματος ή ενέργεια. Και τα τρία είναι μαθηματικά συνδεδεμένα με τέτοιο τρόπο που αν γνωρίζετε ένα, μπορείτε να υπολογίσετε τα άλλα δύο. Οι συχνότητες ραδιοκυμάτων και μικροκυμάτων χαρακτηρίζονται συνήθως ως προς τα Hertz, το υπέρυθρο και το ορατό φως ως προς το μήκος κύματος (μέτρα) και τις ακτίνες Χ και τις ακτίνες γάμμα ως προς την ενέργεια (βολτ ηλεκτρονίων). Αυτή είναι μια επιστημονική σύμβαση που επιτρέπει τη χρήση μονάδων με αριθμούς που δεν είναι ούτε πολύ μεγάλοι ούτε πολύ μικροί.

Τι είναι η πόλωση;

Η πόλωση είναι ένα χαρακτηριστικό κάποιας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στην οποία η κατεύθυνση και το πλάτος του δονούμενου ηλεκτρικού πεδίου συνδέονται με συγκεκριμένο τρόπο.

Τα φωτεινά κύματα είναι εγκάρσια, πράγμα που σημαίνει ότι το δονούμενο ηλεκτρικό διάνυσμα που σχετίζεται με κάθε κύμα είναι κάθετο στη διεύθυνση διάδοσής του. Μια δέσμη μη πολωμένου φωτός αποτελείται από κύματα που ταξιδεύουν προς την ίδια κατεύθυνση, με τα ηλεκτρικά τους διανύσματα να δείχνουν σε τυχαίες κατευθύνσεις γύρω από τον άξονα διάδοσης. Καθώς το κύμα ταξιδεύει σε κυκλική πόλωση, το ηλεκτρικό διάνυσμα περιστρέφεται γύρω από την κατεύθυνση διάδοσης. Το φως μπορεί να πολωθεί με ανάκλαση ή περνώντας το μέσα από φίλτρα, όπως ορισμένους κρυστάλλους, που μεταφέρουν τους κραδασμούς προς μία μόνο κατεύθυνση.

Τι είναι η αντανάκλαση;

Η ανάκλαση είναι η διαδικασία μιας ακτίνας φωτός που αναπηδά από ένα μέσο μετά την πρόσκρουσή του. Η θεμελιώδης αρχή της ανάκλασης είναι ότι τα άτομα της ανακλώσας επιφάνειας απορροφούν ενέργεια από την πηγή και στη συνέχεια την ακτινοβολούν ως δέσμες φωτός. Επειδή η ανάκλαση λαμβάνει χώρα στο ίδιο μέσο, ​​ο δείκτης διάθλασης θα παραμείνει σταθερός.

Υπάρχουν δύο τύποι αντανάκλασης που δίνονται ως εξής:

1. Τακτική αντανάκλαση
2. Ακανόνιστη ανάκλαση

Συμπέρασμα

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι ένας τύπος ενέργειας που ρέει στο διάστημα ως περιοδικές διαταραχές τόσο στο ηλεκτρικό όσο και στο μαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα αναφέρεται σε ολόκληρη τη διασπορά της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Αν και όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα κινούνται με την ταχύτητα του φωτός στο κενό, το κάνουν σε μια ποικιλία συχνοτήτων, μηκών κύματος και ενεργειών φωτονίων. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιλαμβάνει όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και χωρίζεται σε διάφορες υποπεριοχές, που μερικές φορές αναφέρονται ως τμήματα, όπως το ορατό φως ή η υπεριώδης ακτινοβολία. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιλαμβάνει όλα τα ραδιοκύματα (π.χ. εμπορικό ραδιόφωνο και τηλεόραση, μικροκύματα, ραντάρ), υπέρυθρη ακτινοβολία, ορατό φως, υπεριώδη ακτινοβολία, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα, από τη χαμηλότερη έως την υψηλότερη συχνότητα.