Co to jest promieniowanie elektromagnetyczne:
Promieniowanie elektromagnetyczne jest formą energii emitowaną przez poruszające się naładowane cząstki. Wynika ona z rozchodzenia się fal elektromagnetycznych od ich źródła pochodzenia w postaci strumienia fotonów.
Klasyfikacja spektrum promieniowania elektromagnetycznego
Wszystkie promieniowania elektromagnetyczne składają się na spektrum elektromagnetyczne, które jest klasyfikowane w zależności od właściwości fal, które je tworzą:
Fale radiowe
Fale radiowe są rodzajem promieniowania elektromagnetycznego o długości fali w spektrum elektromagnetycznym dłuższej niż światło podczerwone. Ma częstotliwości pomiędzy 300 gigaherców (GHz) a 3 kiloherce (kHz), długość fali pomiędzy 1 mm a 100 km i porusza się z prędkością światła.
Sztuczne fale radiowe są wykorzystywane do komunikacji, radarów i innych systemów nawigacyjnych, komunikacji satelitarnej i sieci komputerowych.
Mikrofala
Mikrofale używane w piekarnikach do podgrzewania żywności są falami o częstotliwości 2,45 GHz, wytwarzanymi przez przyspieszenie elektronów. Te mikrofale wywołują pole elektryczne w piekarniku, gdzie cząsteczki wody i inne składniki żywności, próbując zorientować się w tym polu elektrycznym, absorbują energię i podnoszą swoją temperaturę.
Powiązane znaczenia:
Słońce emituje promieniowanie mikrofalowe, które jest blokowane przez atmosferę ziemską. Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła Cosmic Microwave Background Radiaton ) to promieniowanie mikrofalowe, które rozprzestrzenia się we Wszechświecie i jest jedną z podstaw, które wspierają teorię powstania Wszechświata przez wielki wybuch lub teorię Wielkiego Wybuchu .
Światło podczerwone
.
Światło podczerwone to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali dłuższej niż światło widzialne: pomiędzy 0,74 µm a 1 mm. Częstotliwość tego promieniowania wynosi od 300 GHz do 400 teraherców (THz). Do tego promieniowania należy większość promieniowania cieplnego emitowanego przez obiekty. Światło podczerwone emitowane przez Słońce odpowiada 49% ogrzewania Ziemi.
Światło widzialne
Światło jest promieniowaniem elektromagnetycznym, które my ludzie odbieramy za pomocą naszego zmysłu wzroku. Długość fali światła widzialnego wynosi od 390 do 750 nm, a każdy kolor spektralny znajduje się w wąskim paśmie długości fali.
ColorWavelengthViolet380-450nmBlue450-495nmGreen495-570nmYellow570-590nmOrange590-620nmRed620-750nm
Światło ultrafioletowe
Światło ultrafioletowe (UV) jest promieniowaniem elektromagnetycznym, które zostało tak nazwane, ponieważ ma długość fali o częstotliwości większej niż kolor, który my ludzie identyfikujemy jako fioletowy. Znajduje się ona w zakresie długości fal pomiędzy 10 a 400 nm i z energią fotonu pomiędzy 3 elektronowoltami (eV) a 124 eV. Światło UV jest niewidzialne dla człowieka, ale wiele zwierząt, takich jak owady i ptaki, może je odbierać.
Słoneczne promieniowanie UV jest powszechnie podzielone na trzy kategorie, od najniższej do najwyższej energii:
- UV-A: długość fali pomiędzy 320-400 nm
- UV-B: długość fali pomiędzy 290-320 nm
- UV-C: długość fali pomiędzy 220-290 nm.
Większość słonecznego promieniowania UV docierającego na Ziemię to UV-A, pozostałe promieniowanie jest pochłaniane przez ozon w atmosferze.
Promieniowanie rentgenowskie
Promieniowanie rentgenowskie to promieniowanie elektromagnetyczne o wyższej energii niż promieniowanie UV i krótszej długości fali, pomiędzy 0,01 a 10 nm.Zostały one odkryte przez Wilhelma Röntgena pod koniec XIX wieku.
Promienie gamma
Promienie gamma to promieniowanie elektromagnetyczne o najwyższej energii, powyżej 100 keV, o długości fali mniejszej niż 10 pikometrów (1 x 10-13 m). Są one emitowane przez jądro i występują naturalnie w radioizotopach.
Skutki promieniowania elektromagnetycznego
Ludzie są otoczeni promieniowaniem pochodzącym z zewnątrz, z którego zdajemy sobie sprawę tylko z promieniowania, które odbieramy poprzez nasze zmysły: takie jak światło i ciepło.
Promieniowanie można podzielić na jonizujące i niejonizujące , w zależności od ich zdolności do jonizacji substancji, przez które przechodzą. W ten sposób promienie gamma są jonizujące ze względu na ich wysoki poziom energii, podczas gdy fale radiowe są niejonizujące.
Większość promieniowania ultrafioletowego jest niejonizująca, ale wszystkie promieniowania UV mają szkodliwy wpływ na materię organiczną. Wynika to z mocy fotonu UV, który zmienia wiązania chemiczne w molekułach.
Wysoka dawka promieniowania rentgenowskiego w krótkim czasie wywołuje chorobę popromienną, podczas gdy niskie dawki zwiększają ryzyko raka popromiennego.
Zastosowania promieniowania elektromagnetycznego
Działanie promieniowania elektromagnetycznego jest fundamentalne dla życia na planecie Ziemia. Społeczeństwo, jakie znamy dzisiaj, opiera się na technologicznym wykorzystaniu promieniowania elektromagnetycznego.
Radio
Fale radiowe AM są wykorzystywane w komercyjnych transmisjach sygnałów radiowych w częstotliwości 540 do 1600 kHz. Metodą umieszczania informacji na tych falach jest modulacja amplitudy, dlatego nazywa się to AM. Fala nośna o częstotliwości podstawowej stacji radiowej (np. 1450 kHz) zmienia się lub jest modulowana amplitudowo przez sygnał audio. Powstały w ten sposób kształt fali ma stałą częstotliwość, podczas gdy amplituda się zmienia.
Fale radiowe FM sięgają od 88 do 108 MHz i w przeciwieństwie do stacji AM, metoda transmisji w stacjach FM polega na modulacji częstotliwości. W tym przypadku fala nośna informacji zachowuje stałą amplitudę, ale zmienia się jej częstotliwość. Dlatego dwie stacje radiowe FM nie mogą być od siebie oddalone o mniej niż 0,020 MHz.
Diagnoza i terapia
Medycyna jest jedną z dziedzin, która odnosi największe korzyści z zastosowania technologii opartych na promieniowaniu elektromagnetycznym. W niskich dawkach promieniowanie rentgenowskie jest skuteczne w przypadku prześwietleń, w których można odróżnić tkanki miękkie od twardych. Z drugiej strony jonizująca zdolność promieniowania rentgenowskiego jest wykorzystywana w leczeniu nowotworów do zabijania złośliwych komórek w radioterapii.
Komunikacja bezprzewodowa
Najpopularniejsze technologie bezprzewodowe wykorzystują sygnały radiowe lub podczerwone; w przypadku fal podczerwonych odległości są krótkie (pilot do telewizora), podczas gdy fale radiowe osiągają duże odległości.
Termografia
Termografia to technologia, która pozwala na zdalne określenie temperatury obiektów za pomocą promieniowania podczerwonego. Technologia ta jest szeroko stosowana w dziedzinie wojskowości i przemysłu.
Radar
Radar, opracowany w czasie II wojny światowej, jest powszechnym zastosowaniem mikrofal. Poprzez wykrywanie echa mikrofalowego, systemy radarowe mogą określić odległość obiektów.
Patrz również:
- Elektromagnetyzm
- Fala elektromagnetyczna.
