Sähkömagneettisen aallon spektri: Edut, ominaisuudet, esimerkit
Sähkömagneettisten aaltojen ymmärtäminen
Sähkömagneettiset aallot ovat aaltoja, jotka säteilevät ilman etenemisväliainetta, joka kuljettaa sähkö- ja magneettisen energian (sähkömagneettisen) varauksen. Ei kuten aallot päällä yleisesti joka vaatii etenemisväliainetta, tämä sähkömagneettinen aalto ei vaadi etenemisväliainetta (samoin kuin säteilyä). Koska se ei vaadi tätä etenemisväliainetta, sähkömagneettisia aaltoja kutsutaan usein myös sähkömagneettiseksi säteilyksi.
Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet
Tämän sähkömagneettisen aallon muoto on melkein sama kuin poikittaisen aallon muoto yleensä, mutta tässä aallossa on sähköenergian varaus ja myös joka sähkökentässä (E) on aina kohtisuorassa magneettikenttään (B), joka kohdissa (E) ja (B) on suunnattu aallon suuntaan, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty Tämä
Sähkömagneettisen aallon muoto, joka kuljettaa sähkömagneettisen energian varauksen ilman etenemisvälineitä.
Joten voidaan päätellä, että sähkömagneettisten aaltojen luonne on seuraava:
- Ei tarvita levitysvälineitä
- Tämä sisältää poikittaiset aallot ja sillä on myös samat ominaisuudet kuin poikittaisilla aalloilla
- Ei kuljeta massaa, mutta kuljettaa energiaa
- Kuljetettu energia on verrannollinen aallon taajuuteen
- Sähkökenttä (E) on aina kohtisuorassa magneettikenttään (B) nähden ja on vaiheessa
- On vauhtia
- Jaettu useisiin tyyppeihin ja myös taajuuden (tai aallonpituuden) mukaan
Sähkömagneettisen aallon spektri
Kaikkien sähkömagneettisten aaltomuotojen järjestelyä niiden aallonpituuden ja taajuuden perusteella kutsutaan sähkömagneettiseksi spektriksi.
Näitä sähkömagneettisia aaltoja ovat valo, radioaallot, röntgensäteet, gammasäteet, mikroaallot ja niin edelleen. Nämä erilaiset sähkömagneettiset aallot eroavat toisistaan vain aallonpituudeltaan ja taajuudeltaan. Katso yllä oleva kuva antaa yleiskatsaus sähkömagneettisen aallon spektrin tyypeistä, jotka yleensä liittyvät erilaisiin taajuusväliin ja aallonpituuksiin.
Näitä aikavälejä ei usein ole määritelty oikein, ja ne ovat myös joskus päällekkäisiä. Esimerkiksi noin 0,1 nm: n sähkömagneettisia aaltoja kutsutaan yleensä röntgensäteiksi, mutta jos ne ovat peräisin ydinradioaktiivisuudesta, niitä kutsutaan gammasäteiksi.
Ihmissilmä on herkkä säteilylle tai sähkömagneettisille aalloille, jotka ovat noin 400-700 nm (nanometrit), termiä kutsutaan näkyväksi valoksi. Sähkömagneettisia aaltoja, joiden aallonpituus on hieman pienempi kuin näkyvän valon, kutsutaan yleensä ultraviolettisäteiksi jotka ovat peräisin auringosta, ja aaltoja, joiden aallonpituudet ovat hieman pidempiä kuin näkyvät valoaallot, kutsutaan infrapuna. Sähkömagneettisilla aallonpituuksilla ei ole rajoituksia; toisin sanoen kaikki aallonpituudet (tai taajuudet) ovat teoriassa mahdollisia.
Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet
- Sähkökentän ja magneettikentän muutokset tapahtuvat samanaikaisesti siten, että molemmilla kentillä on suurin ja pienin arvo samanaikaisesti ja samassa paikassa.
- Sähkö- ja magneettikenttien suunnat ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden ja kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan.
- Ominaisuudesta nro 2 havaitaan, että sähkömagneettiset aallot ovat poikittaisiaaltoja.
- Kuten aallot yleensä, sähkömagneettiset aallot läpikäyvät heijastus-, taitto-, häiriö- ja diffraktiotapahtumia. Menee läpi myös polarisaatiotapahtuman, koska se on poikittainen aalto.
- Sähkömagneettisen aallon nopeus riippuu vain sen läpi kulkevan väliaineen sähköisistä ja magneettisista ominaisuuksista.
Sähkömagneettisten aaltojen tyypit
Alla on sähkömagneettisten aaltojen tyypit, mukaan lukien seuraava L
1. Radio Wave
Radioaallot ovat eräänlainen sähkömagneettinen säteily, ja ne muodostuvat, kun esineet ovat sähköisesti varautuneita sähkömagneettisista aalloista Oskillaattori (kantoaalto) moduloidaan ääniaallolla (päällekkäinen taajuus) taajuuskaistalla olevalla taajuudella. radioaallot (RF) sähkömagneettisessa spektrissä, ja niiden sähkömagneettinen säteily liikkuu sähköisten värähtelyjen tai magneettinen.
2. Mikroaallot
Mikroaaltouuni (mikroaalto) on sähkömagneettinen aalto, jolla on erittäin korkea taajuus (superkorkea taajuus), joka on yli 3 GHz (3 × 109 Hz)
Jos esine absorboi tämän mikroaaltouunin, esineeseen ilmestyy lämmitysvaikutus. Kun ruoka absorboi mikroaaltosäteilyä, se kuumenee ja kypsyy hetkessä. Tätä prosessia käytetään mikroaaltouunissa.
Mikroaaltoja käytetään myös tutkassa. Tutkaa käytetään kohteen jäljittämiseen ja määrittämiseen myös mikroaalloilla, joiden taajuus on noin 1010 Hz.
3. Infrapunasäteet (infrapuna)
Infrapuna on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on pidempi kuin näkyvä valo, mutta lyhyempi kuin radioaaltosäteily. Nimi on johdettu (latinalaisesta infrasta, "alla"), punainen on näkyvän valon väri, jolla on pisin aallonpituus. Tällä infrapunasäteilyllä on kolme "luokkaa" ja sen aallonpituus on välillä 700 nm - 1 mm.
Sähkömagneettisen aallon kaava
Maxwell totesi, että tämän sähkömagneettisen aallon nopeus täyttää yhtälön:
Yllä olevasta kaavasta käy ilmi, että sähkömagneettisten aaltojen etenemisnopeus riippuu väliaineen sähköisestä läpäisevyydestä ja myös magneettisesta läpäisevyydestä. Joten yleisesti sähkömagneettisten aaltojen etenemisnopeuden yhtälö eri väliaineille on:
Sähkömagneettisten aaltojen lähde
- Sähköinen värähtely.
- Sunlight ® tuottaa infrapunasäteitä.
- Mercury ® -lamppu tuottaa ultraviolettia.
- Elektronien ampuminen tyhjiöputkeen metallirakeella tuottaa röntgensäteitä (käytetään röntgensäteisiin).
- Epävakaat atomiytimet tuottavat gammasäteitä.
Sähkömagneettisten aaltojen edut
Tämä ero erityyppisten sähkömagneettisten aaltojen aallonpituudessa on erittäin tärkeä. Näiden aaltojen käyttäytyminen riippuu suuresti aaltojen suhteellisesta pituudesta. Siksi aallonpituuden ero aiheuttaa eroja kunkin aaltotyypin, aallon, käyttäytymisessä Sähkömagneettista kenttää käytetään laajalti eri käyttötarkoituksiin tyypistä riippuen Aalto. Sen lisäksi aallonpituus ja taajuus ovat tärkeitä myös sähkömagneettisten aaltojen ja aineen välisen vuorovaikutuksen tyypin määrittämisessä.
Alla on erityyppisten sähkömagneettisten aaltojen etuja:
Röntgensäteen edut
Tällä röntgensäteellä on hyvin lyhyt aallonpituus ja korkea taajuus, se voidaan helposti nähdä tunkeutuu moniin materiaaleihin, jotka ovat läpäisemättömiä matalammataajuisille valoaalloille, jotka materiaali absorboi että. Lääkärit käyttävät röntgensäteitä nähdäksesi sisäelimet, kuten luut, potilaiden diagnosoimiseksi. Tämän röntgenkuvan ansiosta lääkärit voivat nähdä potilaan kehon elimet ilman leikkausta. Sen lisäksi röntgensäteitä käytetään lentokentillä myös nähdäksesi jokaisen laukun sisällön matkustajia tarvitsematta avata laukkua tai matkalaukkua, jotta jonoprosessi voi käydä helpommin nopeasti.
Mikroaaltojen edut
Näiden mikroaaltojen aallonpituudet ovat luokkaa muutama senttimetri ja taajuudet lähellä vesimolekyylien luonnollista resonanssitaajuutta kiinteissä aineissa ja nesteissä. Siten nämä mikroaallot voivat imeytyä helposti ruoan vesimolekyylien avulla on lämmitysmekanismi mikroaaltouunissa, esimerkiksi uunissa mikroaallot.
Infrapunasäteiden edut
Tätä infrapunavaloa ei voida nähdä, mutta se voidaan havaita punaisen valospektrin yläpuolella, jota käytetään yleensä siirtämään energiamuotoa, joka ei ole liian suuri. Tätä infrapunasädettä käytetään pelikonsoleissa tai myös erityyppisissä kaukosäätimissä, jotta käyttäjät eivät tarvitse kaapelivälineitä tiedonsiirtoon energian muodossa.
Radioaaltojen edut
Näillä radioaalloilla on melko suuri kantama. Näitä radioaaltoja käytetään lähettämään signaaleja hyvin pitkiä matkoja, joihin radioaallot eivät pääse infrapuna-aallot, lähetetty energian määrä ei kuitenkaan ole yhtä suuri kuin se, jonka aallot voivat välittää infrapuna. Näitä radioaaltoja käyttävät TV-asemat, radio ja muut lähettämään ja lähettämään viestintäsignaaleja. Sen lisäksi tutka käyttää näitä radioaaltoja voidakseen kertoa esineiden sijainnin maanpinnan yläpuolella. Näitä radioaaltoja käytetään myös satelliittikuvantamiseen maahan kolmiulotteisten karttojen tekemiseen.
Esimerkkejä sähkömagneettisista aalloista
Radioaallot (MF ja HF)
- Radioviestintään (hyödyntämällä MF- ja HF-aaltojen luonnetta, jotka ionosfäärikerros voi heijastaa, jotta ne voivat päästä kaukaisiin paikkoihin).
Radioaallot (UHF ja VHF)
- Satelliittiviestintään (hyödyntämällä UHF- ja VHF-aaltojen ominaisuuksia, jotka voivat tunkeutua ilmakerrokseen (ionosfääri), jotta ne voivat saavuttaa satelliitin).
Mikroaaltouuni
- Mikroaaltolämmitykseen
- RADAR (Radio Detection and Ranging) -viestintään
- Analysoida atomi- ja molekyylirakenne
- Voidaan käyttää meren syvyyden mittaamiseen.
- Käytetään televisio-sarjoissa
- RADAR-aaltoja käytetään kohteen havaitsemiseen, lentokoneen laskeutumisen ohjaamiseen, havainnoinnin helpottamiseen aluksilla ja lentokoneilla yöllä tai sumuisella säällä sekä halutun suunnan ja sijainnin määrittämiseksi oikein.
Infrapunasäde
- Paranna fysioterapiaa isorokkoa ja kihtiä varten en
- Luonnonvarojen kartoittamiseen valokuvien havaitseminen maapallolla kasvavista kasveista yksityiskohtaisesti
- Sairausdiagnoosin valokuvaukseen
- Käytetään erilaisten elektronisten laitteiden kauko-ohjauksessa (murtohälytin)
- Kuivaa ajoneuvomaalin nopeasti autoteollisuudessa
- Sotilasalalla valmistetaan infrapunateleskooppeja, joita käytetään näkemään pimeissä tai sumuisissa paikoissa.
- Satelliitit käyttävät armeijan kentän infrapunasäteitä maapallon kuvaamiseen, vaikka sumu tai pilvet tukisivat sen.
Näkyvä valo
- Auttaa ihmissilmää
- Yksi näkyvän valon sovelluksista on laservalon käyttö optisissa kuiduissa televiestintäalalla.
Ultraviolettivaloa
- Kasvien fotosynteesiin
- Auttaa D-vitamiinin muodostumista ihmiskehossa
- Erityislaitteilla sitä voidaan käyttää bakteerien tappamiseen, sairaalan leikkaussalien ja kirurgisten instrumenttien puhdistamiseen
- Tarkistaa allekirjoitusten aitous pankeissa.
Röntgensäteet (röntgensäteet)
- Käytetään lääketieteellisen terveyden alalla sisäelinten (luiden), sydämen, keuhkojen, sisäelinten katseluun ilman leikkausta, röntgenkuviin
- Materiaali / kiteiden analyysiä varten
- Havaitse metallin halkeamat / viat
- Tavaroiden tarkastus lentokentällä / satamassa.
Gammasäteet
- Lääketieteellinen maailma käyttää syöpähoitoon
- Käytetään sairaalalaitteiden peralataanin sterilointiin
- Elintarvikkeiden sterilointi, säilykkeet
- Taudille vastustuskykyisten korkealaatuisten kasvilajikkeiden valmistukseen, joilla on korkea tuottavuus
- Kasvien tuholaisten (hyönteisten) populaation vähentäminen
- Metallin halkeamien / vikojen havaitseminen (kuten röntgensäteet)
- Nestevirtauksen seurantajärjestelmässä (esim. PDAM-virtaus) vuotojen havaitseminen.
Siinä kaikki ja kiitos lukemisesta sähkömagneettisten aaltojen määritelmästä, ominaisuuksista, spektristä ja Edut, toivottavasti yllä kuvatut sähkömagneettiset aallot, voivat olla hyödyllisiä sinä.
Katso myösPancasilan talousjärjestelmän ymmärtäminen
Katso myösYmmärtäminen yrityksen johtamisesta, toiminnoista, tasoista ja tehtävistä
Katso myösKoottujen karttojen, tavoitteiden ja työskentelystandardien ymmärtäminen