Elektromagnetlaine spekter: eelised, omadused, näited

Elektromagnetlainete mõistmine

Elektromagnetlained on lained, mis kiirguvad ilma levimiskeskkonnata, mis kannab elektri- ja magnetenergia laengut (elektromagnetiline). Mitte nagu lained peal üldiselt mis nõuab levikeskkonda, ei vaja see elektromagnetlaine levikeskkonda (nagu ka kiirgust). Kuna see ei vaja seda levikeskkonda, nimetatakse elektromagnetlaineid sageli ka elektromagnetkiirguseks.

Elektromagnetlainete omadused

Selle elektromagnetlaine kuju on peaaegu sama kui põiklaine kuju üldiselt, kuid sellel lainel on elektrienergia laeng ja ka mis elektriväljas (E) on alati risti magnetväljaga (B), mis punktides (E) ja (B) on suunatud laine suunas, nagu on näidatud alloleval joonisel seda

Elektromagnetlaine vorm, mis kannab elektromagnetilise energia laengut ilma levimiskeskkonda omamata.

Seega võib järeldada, et elektromagnetlainete olemus on järgmine:

1. Pole vaja paljunduskeskkonda
2. See hõlmab põiki laineid ja sellel on samad omadused kui põiki laineid
3. Mitte massi, vaid energiat
4. Kandev energia on proportsionaalne laine sagedusega
5. Elektriväli (E) on alati magnetväljaga (B) risti ja on faasis
6. Hoogu juurde
7. Jagatud mitmeks tüübiks ja sõltuvalt ka sagedusest (või lainepikkusest)
   

   ---

Elektromagnetlaine spekter

Elektromagnetlainete kõigi vormide paigutust nende lainepikkuse ja sageduse põhjal nimetatakse elektromagnetiliseks spektriks.

Nende elektromagnetlainete hulka kuuluvad valgus, raadiolained, röntgenkiired, gammakiired, mikrolained jne. Need erinevad elektromagnetlained erinevad ainult lainepikkuse ja sageduse poolest. Ülaltoodud pildilt saate ülevaate elektromagnetlainete spektri tüüpidest, mis on tavaliselt seotud erinevate sagedusintervallide ja lainepikkustega.

---

Need intervallid pole sageli õigesti määratletud ja mõnikord ka kattuvad. Näiteks nimetatakse umbes 0,1 nm elektromagnetlaineid tavaliselt röntgenikiirteks, kuid kui need pärinevad tuuma radioaktiivsusest, nimetatakse neid gammakiirteks.

---

Inimsilm on tundlik umbes 400–700 nm (nanomeetrid) kiirguse või elektromagnetlainete suhtes, mida nimetatakse nähtavaks valguseks. Elektromagnetlaineid, mille lainepikkus on veidi väiksem kui nähtava valguse lainel, nimetatakse üldiselt ultraviolettkiirteks Päikesest pärinevaid laineid, mille lainepikkused on veidi pikemad kui nähtavad valguslained, nimetatakse laineteks infrapuna. Elektromagnetiliste lainepikkuste puhul pole piirangut; see tähendab, et kõik lainepikkused (või sagedused) on teoreetiliselt võimalikud.

---

Elektromagnetlainete omadused

1. Elektrivälja ja magnetvälja muutused toimuvad samaaegselt, nii et mõlemal väljal on maksimaalsed ja minimaalsed väärtused korraga ja samas kohas.
2. Elektri- ja magnetvälja suunad on üksteisega risti ning need on risti laine leviku suunaga.
3. Iseloomult nr 2 leitakse, et elektromagnetlained on põiklained.
4. Nagu lained üldiselt, läbivad elektromagnetlained peegeldumise, murdumise, interferentsi ja difraktsiooni sündmused. Samuti läbib polarisatsiooni sündmuse, kuna see on põiklaine.
5. Elektromagnetlaine kiirus sõltub ainult selle keskkonna elektrilistest ja magnetilistest omadustest, mida see läbib.

---

Elektromagnetlainete tüübid

Allpool on toodud elektromagnetlainete tüübid, sealhulgas järgmised L

1. Raadiolaine

Raadiolained on elektromagnetkiirguse vorm ja tekivad siis, kui objektid on elektromagnetlainetest elektriliselt laetud Ostsillaatorit (kandelainet) moduleeritakse helilainega (peal asetatud sagedus) sagedusribas sisalduval sagedusel. raadiolained (RF) elektromagnetilises spektris ja nende elektromagnetkiirgus liigub elektriliste võnkumiste või magnetiline.

2. Mikrolaineahjud

Mikrolaineahi (mikrolaine) on elektromagnetlaine, mille ülisagedus (superkõrgsagedus) on üle 3 GHz (3 × 109 Hz)
Kui objekt imab selle mikrolaineahju, ilmub objektile kuumutus. Kui toit neelab mikrolainekiirgust, muutub see kuumaks ja valmib kiiresti. Seda protsessi kasutatakse mikrolaineahjus.

Mikrolaineahjusid kasutatakse ka radaris. Radarit kasutatakse mikrolainetega objekti jälgede leidmiseks ja määramiseks ka sagedusega, mis on umbes 1010 Hz.

3. Infrapunakiired (infrapunased)

Infrapuna on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on nähtavast valgusest pikem, kuid lühem kui raadiolainekiirgus. Nimi on tuletatud (ladina infra järgi "allpool"), punane on nähtava valguse värv, millel on pikim lainepikkus. Selle infrapunakiirguse vahemik on kolm "järku" ja selle lainepikkus on vahemikus 700 nm kuni 1 mm.

---

Elektromagnetlaine valem

Maxwell teatas, et selle elektromagnetlaine kiirus vastab võrrandile:

Ülaltoodud valemi põhjal selgub, et elektromagnetlainete levimiskiirus sõltub keskkonna elektri- ja ka magnetilisest läbilaskvusest. Niisiis on elektromagnetlainete levimiskiiruse võrrand erinevate meediumite jaoks järgmine:

Elektromagnetlainete allikas

1. Elektriline võnkumine.
2. Sunlight ® toodab infrapunakiiri.
3. Mercury ® lamp tekitab ultraviolettvalgust.
4. Elektroonide tulistamine vaakumtorusse metallist ® kiibil tekitab röntgenikiirte (kasutatakse röntgenikiirte jaoks).
5. Ebastabiilsed aatomituumad tekitavad gammakiiri.
   

   ---

Elektromagnetlainete eelised

See erinevus erinevat tüüpi elektromagnetlainete lainepikkuses on väga oluline. Nende lainete käitumine sõltub suurel määral lainete suhtelisest pikkusest. Seetõttu põhjustab lainepikkuse erinevus erinevusi iga tüüpi laine, laine käitumises Elektromagnetvälja kasutatakse laialdaselt, sõltuvalt tüübist erinevatel eesmärkidel Laine. Peale selle on lainepikkus ja sagedus olulised ka elektromagnetlainete ja aine vastastikmõju tüübi määramisel.

---

Allpool on toodud mitmesugused elektromagnetlainete tüübid:

Röntgenkiirte eelised

Sellel röntgenkiirgusel on väga lühike lainepikkus ja kõrge sagedus, seda on lihtne näha tungib läbi paljude materjalide, mis ei ole läbitavad madalama sagedusega valguslaineid, mida materjal neelab seda. Arstid kasutavad röntgenikiirgust patsientide diagnoosimiseks siseorganite, näiteks luude nägemiseks. Tänu sellele röntgenpildile saavad arstid patsiendi kehas olevaid organeid näha ilma operatsiooni tegemata. Peale selle kasutatakse lennujaamades ka röntgenikiirgust, et näha iga koti sisu reisijaid ilma, et peaksite kotti või kohvrit avama, et järjekorra protsess saaks hõlpsamalt toimuda kiiresti.

---

Mikrolainete eelised

Nende mikrolainete lainepikkused on suurusjärgus paar sentimeetrit ja sagedused lähedased tahketes ja vedelates veemolekulide looduslikule resonantssagedusele. Seega saavad need mikrolained toidus olevad veemolekulid hõlpsasti imenduda, mis on kuumutusmehhanism mikrolaineahjus, näiteks ahjus mikrolaineahjud.

---

Infrapunakiirte eelised

Seda infrapunavalgust ei saa näha, kuid see on tuvastatav punase valgusspektri kohal, mida tavaliselt kasutatakse mitte liiga suure energiavormi edastamiseks. Seda infrapunakiirt kasutatakse mängukonsoolides või ka erinevat tüüpi puldides, nii et kasutajad ei vaja energia kujul andmete edastamiseks kaablimeediumit.

---

Raadiolainete eelised

Nendel raadiolainetel on üsna suur leviala. Neid raadiolaineid kasutatakse signaalide edastamiseks väga pika vahemaa tagant, kuhu raadiolained ei ulatu infrapunalainete korral pole ülekantav energiahulk siiski nii suur, kui seda saab edastada laineid infrapuna. Neid raadiolaineid kasutavad telejaamad, raadio jt sidesignaalide edastamiseks ja edastamiseks. Peale selle kasutab radar neid raadiolainet, et osata öelda objektide asukohta maapinna kohal. Neid raadiolainet kasutatakse ka satelliidipildistamiseks maapinnale kolmemõõtmeliste kaartide tegemisel.

---

Elektromagnetlainete näited

• Raadiolained (MF ja HF)

• Raadioside jaoks (kasutades ära ionosfääri kihis peegelduvate MF- ja HF-lainete olemust, et need jõuaksid kaugetesse kohtadesse).

• Raadiolained (UHF ja VHF)

• Satelliitside jaoks (kasutades ära UHF- ja VHF-lainete omadusi, mis võivad atmosfääri kihti (ionosfääri) tungida, et need satelliidini jõuaksid).

• Mikrolaine

1. Mikrolaineahju kütmiseks
2. RADAR (raadiotuvastus ja kaugus) suhtlemiseks
3. Analüüsida aatomi ja molekulaarstruktuuri
4. Saab mõõta ookeani sügavust.
5. Kasutatakse teleseriaalides
6. RADAR-laineid rakendatakse objekti tuvastamiseks, õhusõidukite maandumise juhtimiseks, vaatluste abistamiseks laevadel ja lennukitel öösel või uduse ilmaga, samuti soovitud suuna ja asukoha määramiseks eks.

• Infrapunakiir

1. Füsioteraapiaks ravige rõugeid ja podagra et
2. Loodusressursside kaardistamiseks fotode jaoks, avastades üksikasjalikult maa peal kasvavaid taimi
3. Haiguste diagnoosimise fotograafia jaoks
4. Kasutatakse erinevate elektroonikaseadmete kaugjuhtimiseks (signalisatsioon)
5. Kuivatab autotööstuses sõidukivärvi kiiresti
6. Sõjaväe valdkonnas valmistatakse infrapunateleskoobi, mida kasutatakse pimedas või uduses kohas nägemiseks.
7. Infrapunakiiri sõjalises valdkonnas kasutavad satelliidid Maa pinna pildistamiseks, isegi kui seda udu või pilved blokeerivad.

• Nähtav valgus

• Inimesele silma aitamine
• Üheks nähtava valguse rakenduseks on laserkiirte kasutamine optilistes kiududes telekommunikatsioonisektoris.

• Ultraviolettvalgus

1. Taimede fotosünteesiks
2. Aitab D-vitamiini moodustumisel inimese kehas
3. Spetsiaalse varustusega saab seda kasutada mikroobide hävitamiseks, haigla operatsioonisaalide ja kirurgiliste instrumentide puhastamiseks
4. Allkirjade autentsuse kontrollimiseks pankades.

• Röntgenkiired (röntgenkiired)

1. Kasutatakse meditsiinilise tervise valdkonnas siseorganite (luud), südame, kopsude pildistamiseks, siseorganite nägemiseks ilma operatsioonita, röntgenpildid
2. Materjali / kristalli struktuuri analüüsiks
3. Tuvastage pragusid / defekte metallis
4. Kauba kontrollimine lennujaamas / meresadamas.

• Gammakiired

1. Meditsiinimaailmas kasutatakse vähiraviks
2. Kasutatakse peralataani haiglaseadmete steriliseerimiseks
3. Toiduainete steriliseerimiseks konservid
4. Haiguskindlate, kõrge tootlikkusega kõrgemate taimesortide valmistamiseks
5. Taimekahjurite (putukate) populatsiooni vähendamine
6. Metalli pragude / defektide (näiteks röntgenikiirgus) tuvastamiseks
7. Vedeliku voolu jälgimissüsteemi (nt PDAM vool) puhul lekete tuvastamine.

---

See on kõik ja aitäh, et lugesite elektromagnetlainete, omaduste, spektri ja Eelised, loodetavasti võib ülal kirjeldatud elektromagnetlainete kohta olla kasulik sina.