ספקטרום גל אלקטרומגנטי: יתרונות, מאפיינים, דוגמאות

הבנת גלים אלקטרומגנטיים

גלים אלקטרומגנטיים הם גלים שמקרינים ללא מדיום התפשטות הנושא מטען של אנרגיה חשמלית ומגנטית (אלקטרומגנטית). לא כמו הגלים בדרך כלל הדורש מדיום התפשטות, גל אלקטרומגנטי זה אינו דורש מדיום התפשטות (כמו גם קרינה). מכיוון שהוא אינו דורש מדיום התפשטות זה, לעתים קרובות מכנים גלים אלקטרומגנטיים גם קרינה אלקטרומגנטית.

מאפיינים של גלים אלקטרומגנטיים

צורתו של גל אלקטרומגנטי זה כמעט זהה לצורת גל רוחבי באופן כללי, אך בגל זה יש מטען של אנרגיה חשמלית וגם אשר בשדה החשמלי (E) עומד תמיד בניצב לשדה המגנטי (B) אשר ב- (E) ו- (B) מכוון לכיוון הגל כמוצג באיור למטה זֶה

צורה של גל אלקטרומגנטי הנושא מטען של אנרגיה אלקטרומגנטית מבלי שיהיה לו מדיום התפשטות.

כך שניתן להסיק, כי אופי הגלים האלקטרומגנטיים כדלקמן:

1. אין צורך בתקשורת מדיה התפשטות
2. זה כולל גלים רוחביים ויש לו גם אותם תכונות כמו גלים רוחביים
3. לא נושאת מסה, אלא נושאת אנרגיה
4. האנרגיה הנישאת פרופורציונאלית לתדר הגל
5. השדה החשמלי (E) עומד תמיד בניצב לשדה המגנטי (B) ונמצא בשלב
6. שיהיה לך מומנטום
7. מחולק למספר סוגים, וגם תלוי בתדירות (או אורך הגל)
   

   ---

ספקטרום גל אלקטרומגנטי

סידור כל צורות הגלים האלקטרומגנטיים על בסיס אורך הגל והתדירות שלהם נקרא הספקטרום האלקטרומגנטי.

גלים אלקטרומגנטיים אלה כוללים אור, גלי רדיו, קרני רנטגן, קרני גמא, מיקרוגל וכו '. גלים אלקטרומגנטיים שונים אלה נבדלים רק באורך הגל ובתדירות שלהם. ראה את התמונה למעלה כדי לספק סקירה כללית על סוגי ספקטרום הגלים האלקטרומגנטיים אשר בדרך כלל קשורים למרווחי תדרים ואורכי גל שונים.

---

מרווחים אלה לרוב אינם מוגדרים כראוי ולעיתים חופפים. לדוגמא, גלים אלקטרומגנטיים של כ- 0.1 ננומטר מכונים בדרך כלל צילומי רנטגן, אך אם מקורם ברדיואקטיביות גרעינית, הם נקראים קרני גמא.

---

העין האנושית רגישה לקרינה או לגלים אלקטרומגנטיים שבין 400-700 ננומטר (ננומטר), מונח הנקרא אור גלוי. גלים אלקטרומגנטיים באורך גל מעט פחות מזה של האור הנראה נקראים קרניים אולטרה סגולות באופן כללי שמקורם בשמש, וגלים שאורכי הגל שלהם ארוכים מעט יותר מגלי האור הנראים נקראים אינפרא אדום. אין גבול לזה באורכי גל אלקטרומגנטיים; כלומר, כל אורכי הגל (או התדרים) אפשריים תיאורטית.

---

מאפייני גלים אלקטרומגנטיים

1. שינויים בשדה החשמלי ובשדה המגנטי מתרחשים בו זמנית, כך ששני השדות כוללים ערכים מקסימליים ומינימליים בו זמנית ובאותו מקום.
2. כיווני השדות החשמליים והמגנטיים מאונכים זה לזה והם מאונכים לכיוון התפשטות הגלים.
3. מהמאפיין מספר 2 נמצא כי גלים אלקטרומגנטיים הם גלים רוחביים.
4. כמו גלים באופן כללי, גלים אלקטרומגנטיים עוברים אירועי השתקפות, שבירה, הפרעה והפרעה. גם עובר אירוע קיטוב מכיוון שהוא גל רוחבי.
5. המהירות של גל אלקטרומגנטי תלויה רק ​​בתכונות החשמליות והמגנטיות של המדיום שהוא עובר בו.

---

סוגי גלים אלקטרומגנטיים

להלן סוגי הגלים האלקטרומגנטיים, כולל ה- L הבאים

1. גל רדיו

גלי רדיו הם סוג של קרינה אלקטרומגנטית, ונוצרים כאשר אובייקטים נטענים חשמלי מגלים אלקטרומגנטיים המתנד (גל המוביל) מווסת עם גל שמע (תדר מונח על גבי התדרים) בתדר הכלול ברצועת התדרים. גלי רדיו (RF) בספקטרום אלקטרומגנטי, והקרינה האלקטרומגנטית שלהם נעה באמצעות תנודות חשמליות או מַגנֶטִי.

2. מיקרוגל

מיקרוגל (מיקרו גל) הוא גל אלקטרומגנטי עם תדר סופר גבוה (תדר סופר גבוה) הנמצא מעל 3 ג'יגה הרץ (3 × 109 הרץ)
אם מיקרוגל זה נספג על ידי אובייקט, תהיה השפעת חימום על האובייקט. כאשר המזון סופג קרינת מיקרוגל, הוא הופך להיות חם ויתבשל תוך זמן קצר. משתמשים בתהליך זה בתנור המיקרוגל.

במיקרו משתמשים גם מיקרוגל. מכ"מ משמש לאיתור וקביעת עקבות של אובייקט בעזרת מיקרוגל בתדר שנע סביב 1010 הרץ.

3. קרני אינפרא אדום (אינפרא אדום)

אינפרא אדום הוא קרינה אלקטרומגנטית באורך גל ארוך מאור נראה, אך קצרה מקרינת גלי רדיו. השם נגזר (מהאינפרה הלטינית, "למטה"), אדום הוא צבע של אור נראה בעל אורך הגל הארוך ביותר. לקרינת אינפרא אדום זו יש טווח של שלושה "סדרים" ויש לה גם אורך גל שבין 700 ננומטר ל -1 מ"מ.

---

פורמולת גל אלקטרומגנטית

מקסוול הצהיר כי מהירות הגל האלקטרומגנטי הזה מספקת את המשוואה:

מהנוסחה שלעיל מתברר כי מהירות התפשטותם של גלים אלקטרומגנטיים תלויה בחדירות החשמלית וגם בחדירות המגנטית של המדיום. לכן, באופן כללי משוואת מהירות התפשטותם של גלים אלקטרומגנטיים עבור מדיומים שונים היא:

מקור גלים אלקטרומגנטיים

1. תנודה חשמלית.
2. אור השמש ® מייצר קרני אינפרא אדום.
3. מנורת מרקורי ® מייצרת סגול במיוחד.
4. הירי של אלקטרונים לתוך צינור הוואקום על שבב ® המתכת מייצר צילומי רנטגן (המשמשים לצילומי רנטגן).
5. גרעינים אטומיים לא יציבים מייצרים קרני גמא.
   

   ---

היתרונות של גלים אלקטרומגנטיים

ההבדל באורכי הגל של סוגים שונים אלה של גלים אלקטרומגנטיים הוא חשוב מאוד. התנהגותם של גלים אלה תלויה מאוד באורך היחסי של הגלים. לכן ההבדל באורך הגל הוא שגורם להבדלים בהתנהגות של כל סוג גל, גל נעשה שימוש נרחב בשדה האלקטרומגנטי עם מטרות ניצול שונות בהתאם לסוג הגל. מלבד זאת, אורך הגל והתדירות חשובים גם בקביעת סוג האינטראקציה בין גלים אלקטרומגנטיים לחומר.

---

להלן היתרונות השונים הנגזרים מסוגים שונים של גלים אלקטרומגנטיים:

יתרונות רנטגן

לרנטגן זה אורך גל קצר מאוד ובעל תדירות גבוהה, ניתן לראותו בקלות חודר לחומרים רבים שאטומים לגלי אור בתדירות נמוכה יותר הנספגים בחומר זֶה. צילומי רנטגן משמשים את הרופאים כדי לראות איברים פנימיים כמו עצמות לצורך אבחון חולים. הודות לצילום רנטגן זה, הרופאים יכולים לראות את האיברים בגוף המטופל מבלי לבצע ניתוח. מלבד זאת, צילומי רנטגן משמשים גם בשדות תעופה כדי לראות את תכולת כל תיק / מזוודה נוסעים מבלי לפתוח את התיק או המזוודה כדי שתהליך התור יוכל להתרחש ביתר קלות מָהִיר.

---

היתרונות של מיקרוגל

למיקרוגל אלה אורכי גל בסדר גודל של כמה סנטימטרים ותדרים הקרובים לתדר התהודה הטבעי של מולקולות מים במוצקים ובנוזלים. לפיכך, גלי מיקרו אלה יכולים להיספג בקלות על ידי מולקולות מים במזון, אשר הוא מנגנון חימום בתנור מיקרוגל, למשל תנור מיקרוגל.

---

היתרונות של קרני אינפרא אדום

לא ניתן לראות אור אינפרא אדום זה אך ניתן לזהות אותו מעל ספקטרום האור האדום המשמש בדרך כלל להעברת צורה של אנרגיה שאינה גדולה מדי. קרן אינפרא-אדום זו משמשת בקונסולות משחק או גם בסוגים שונים של שלטים, כך שמשתמשים אינם זקוקים למדיה בכבלים כדי להעביר נתונים בצורה של אנרגיה.

---

היתרונות של גלי רדיו

לגלי רדיו אלה יש טווח גדול למדי. גלי רדיו אלה משמשים להעברת אותות למרחקים ארוכים מאוד שלא ניתן להגיע אליהם באמצעות גלי רדיו עם זאת, גלי אינפרא-אדום כמות האנרגיה המועברת אינה גדולה מזו שניתן להעביר באמצעות גלים אינפרא אדום. גלי רדיו אלה משמשים תחנות טלוויזיה, רדיו ואחרים להעברת ושידור אותות תקשורת. מלבד זאת גלי רדיו אלה משמשים את הרדאר כדי להיות מסוגלים לספר את מיקומם של עצמים מעל פני האדמה. גלי רדיו אלה משמשים גם להדמיית לווין לכדור הארץ בייצור מפות תלת מימד.

---

דוגמאות לגלים אלקטרומגנטיים

• גלי רדיו (MF ו- HF)

• לתקשורת רדיו (ניצול האופי של גלי MF ו- HF שיכולים להשתקף על ידי שכבת היונוספירה, כך שיגיעו למקומות רחוקים).

• גלי רדיו (UHF ו- VHF)

• לתקשורת לווינית (תוך שימוש בתכונות של גלי UHF ו- VHF שיכולים לחדור את שכבת האטמוספירה (יונוספירה), כך שיגיעו אל הלוויין).

• מיקרוגל

1. לחימום במיקרוגל
2. לתקשורת RADAR (איתור רדיו וריווח)
3. לניתוח מבנה אטומי ומולקולרי
4. ניתן להשתמש בו למדידת עומק האוקיאנוס.
5. משמש בסדרות טלוויזיה
6. גלי RADAR מוחלים על מנת לזהות אובייקט, להנחות את נחיתת המטוס, לסייע לתצפית על ספינות ומטוסים בלילה או במזג אוויר ערפילי, כמו גם כדי לקבוע את הכיוון והמיקום הרצויים ימין.

• ריי אינפרא אדום

1. לטיפול פיזיותרפי יש לרפא אבעבועות שחורות וצנית
2. לצילום מיפוי משאבי טבע, איתור צמחים הגדלים על פני האדמה בפירוט
3. לצילום אבחון מחלות
4. משמש בשלט רחוק של ציוד אלקטרוני (אזעקת פריצה)
5. מייבש צבעי רכב במהירות בתעשיית הרכב
6. בשדה הצבאי מייצרים טלסקופים אינפרא-אדום המשמשים לראות במקומות חשוכים או ערפילים.
7. קרניים אינפרא אדום בשדה הצבאי משמשות לוויינים לצילום פני האדמה למרות שהוא חסום בערפל או בעננים.

• אור נראה

• עוזר לעין האנושית
• אחד היישומים של אור גלוי הוא השימוש באור לייזר בסיבים אופטיים בתחום הטלקומוניקציה.

• אור אולטרה סגול

1. לפוטוסינתזה בצמחים
2. מסייע ביצירת ויטמין D בגוף האדם
3. בעזרת ציוד מיוחד ניתן להשתמש בו בכדי להרוג חיידקים, לטהר חדרי ניתוח בבית חולים ומכשירים כירורגיים
4. כדי לבדוק את האותנטיות של חתימות בבנקים.

• צילומי רנטגן (צילומי רנטגן)

1. משמש בתחום הבריאות הרפואית לצילום איברים פנימיים (עצמות), לב, ריאות, ראיית איברים פנימיים ללא ניתוח, צילומי רנטגן
2. לניתוח מבנה חומר / גביש
3. לזהות סדקים / פגמים במתכת
4. בדיקת הסחורה בשדה התעופה / הנמל הימי.

• קרני גמא

1. משמש את עולם הרפואה לטיפול בסרטן
2. משמש לעיקור ציוד בית חולים פרלטן
3. לעיקור מזון, מזון משומר
4. לייצור זני צמחים מעולים עמידים למחלות עם פריון גבוה
5. להפחתת אוכלוסיית המזיקים הצמחיים (חרקים)
6. לאיתור סדקים / פגמים במתכת (כמו גם צילומי רנטגן)
7. עבור מערכת מעקב אחר זרימת נוזלים (למשל זרימת PDAM), גילוי נזילות.

---

זה הכל ותודה שקראת על ההגדרה של גלים אלקטרומגנטיים, מאפיינים, ספקטרום ו היתרונות, אני מקווה שהמתואר על גלים אלקטרומגנטיים לעיל יכול להיות שימושי עבור אתה.