Znaczenie Fala elektromagnetyczna (Co to jest, pojęcie i definicja) – Znaczenia

Co to jest fala elektromagnetyczna:

Fale elektromagnetyczne są kombinacją fal w polach elektrycznym i magnetycznym wytwarzanych przez poruszające się ładunki. To znaczy, że tym, co faluje w falach elektromagnetycznych są pola elektryczne i magnetyczne.

Powstawanie fal elektromagnetycznych zaczyna się od naładowanej cząstki. Cząstka ta wytwarza pole elektryczne, które wywiera siłę na inne cząstki. Gdy cząstka przyspiesza, oscyluje w swoim polu elektrycznym, co wytwarza pole magnetyczne. Pola elektryczne i magnetyczne wytworzone przez naładowaną cząstkę są w ruchu samonapędzające się, co oznacza, że pole elektryczne, które oscyluje w funkcji czasu, wytwarza pole magnetyczne i odwrotnie.

Charakterystyka fal elektromagnetycznych

Fale elektromagnetyczne charakteryzują się:

• Nie potrzebują materialnego medium do propagacji: propagują się w materialnych mediach i w próżni.
• Wynikają z sygnałów elektromagnetycznych.
• Są to fale poprzeczne: kierunek rozchodzenia się jest prostopadły do kierunku oscylacji.
• Są one okresowe w czasie i przestrzeni: oscylacje powtarzają się w równych odstępach czasu.
• W próżni prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych o dowolnej częstotliwości wynosi 3 x 108 ms.
• Długość fali to odległość między dwoma sąsiadującymi szczytami fal, która jest oznaczana grecką literą lambda λ.
• Częstotliwość fali to liczba cykli w danym czasie, jest ona wyrażana w hercach, co oznacza cykle na sekundę.

Rodzaje fal elektromagnetycznych

W zależności od długości fali i częstotliwości fale elektromagnetyczne dzielą się na różne rodzaje.

Fale radiowe

Fale radiowe charakteryzują się:

• częstotliwości od 300 gigaherców (GHz) do 3 kiloherców (kHz);
• długości fali od 1 mm do 100 km;
• prędkość 300 000 kms.

Sztuczne fale radiowe są wykorzystywane w komunikacji satelitarnej i telekomunikacji, w radiofonii, w radarach i systemach nawigacyjnych oraz w sieciach komputerowych.

Stosowane w komercyjnych sygnałach radiowych fale radiowe AM znajdują się w zakresie częstotliwości pomiędzy 540 a 1600 kHz. Skrót AM odnosi się do „modulacji amplitudy”. Z drugiej strony fale radiowe FM mają zakres częstotliwości od 88 do 108 megaherców (MHz), a skrót FM oznacza „modulację częstotliwości”.

Fale radiowe mogą być generowane w sposób naturalny przez błyskawice lub inne zjawiska astronomiczne.

Mikrofalówki

Mikrofale są falami elektromagnetycznymi, które charakteryzują się:

• częstotliwości pomiędzy 300 MHz i 300 GHz;
• długości fal od 1 m do 1 mm;
• porusza się w próżni z prędkością światła.

Przedrostek „mikro” wskazuje, że fale te są krótsze niż fale radiowe. Mikrofale są również wykorzystywane do transmisji telewizyjnych i telekomunikacyjnych, w telefonach bezprzewodowych, walkie-talkie

, kuchenkach mikrofalowych i telefonach komórkowych.

Fale podczerwone

Fale podczerwone są falami elektromagnetycznymi, które charakteryzują się:

• częstotliwości pomiędzy 300 GHz i 400 teraherców (THz);
• długości fali między 0,00074 a 1 mm.

Fale podczerwone można dalej sklasyfikować na:

• daleka podczerwień: między 300 GHz t 30 THz (1 mm do 10 µm)
• średnia podczerwień: między 30 a 120 THz (10 do 2,5 µm); oraz
• bliska podczerwień: 120 do 400 THz (2500 do 750 nm).

Światło widzialne

Światło jest falą elektromagnetyczną, która charakteryzuje się:

• o częstotliwościach pomiędzy 400 a 790 THz.
• długości fali między 390 a 750 nm.
• prędkość 300 000 kms.

Światło widzialne powstaje w wyniku wibracji i rotacji atomów i molekuł, jak również w wyniku elektronicznych przemian w ich obrębie. Kolory powstają w wąskim paśmie długości fal, tzn:

• fioletowy: między 380 a 450 nm;
• niebieski: między 450 a 495 nm;
• zielony: między 495 a 570 nm;
• żółty: między 570 a 590 nm;
• pomarańczowy: między 590 a 620 nm; oraz
• czerwony: między 620 a 750 nm.

Światło ultrafioletowe (UV)

Fala elektromagnetyczna światła ultrafioletowego jest sklasyfikowana na;

• Bliskie UV: między 300 a 400 nm;
• Średnie UV: między 200 a 300 nm;
• dalekie UV: pomiędzy 200 a 122 nm; oraz
• ekstremalne UV: między 10 a 122 nm.

Światło UV może wywołać reakcje chemiczne i fluorescencję w wielu substancjach. Ekstremalne UV , może powodować jonizację substancji, przez które przechodzi (promieniowanie jonizujące). Ten rodzaj promieniowania UV jest blokowany przez tlen w atmosferze i nie dociera do powierzchni ziemi. Światło UV pomiędzy 280 a 315 nm jest blokowane przez warstwę ozonową, co zapobiega szkodom dla istot żywych. Tylko około 3% słonecznego światła UV dociera do Ziemi.

Chociaż promieniowanie UV jest niewidzialne dla człowieka, możemy odczuć jego działanie na naszej skórze, kiedy opalamy się lub jesteśmy poparzeni przez długotrwałe wystawienie na działanie promieni słonecznych. Innym szkodliwym działaniem promieniowania UV jest rak, szczególnie rak skóry. Człowiek i wszystkie żywe organizmy, które wytwarzają witaminę D potrzebują jednak promieniowania UV w zakresie 295-297 nm.

Promieniowanie rentgenowskie

Promieniowanie rentgenowskie to fale elektromagnetyczne, które charakteryzują się:

• energia w zakresie od 100 eV do 100 000 eV;
• częstotliwości w zakresie od 30 petahertzów do 30 eksahertzów;
• długości fali od 0,01 do 10 nm.

Fotony rentgenowskie posiadają wystarczającą energię, aby jonizować atomy i rozbijać wiązania molekularne, co czyni ten rodzaj promieniowania szkodliwym dla istot żywych.

Promienie gamma

Fale elektromagnetyczne promieniowania gamma charakteryzują się:

• energie powyżej 100 keV;
• częstotliwości powyżej 1019 Hz;
• długości fal krótszych niż 10 pikometrów.

Są to fale o najwyższej energii, odkryte przez Paula Villarda w 1900 roku podczas badania skutków promieniowania emitowanego przez rad. Są one wytwarzane przez materiały radioaktywne.

Patrz również Promieniowanie elektromagnetyczne.