Elektromagnētiskais starojums
Elektromagnētiskie viļņi ir viļņi, kas satur elektrisko un magnētisko lauku un nes enerģiju. Tie pārvietojas ar gaismasātrumu.
Kvantu mehānika attīstījās, pētot elektromagnētiskos viļņus. Šī joma ietver gan redzamās, gan neredzamās gaismas izpēti. Redzamā gaisma ir gaisma, ko var redzēt ar normālu redzi, un tā sastāv no varavīksnes krāsām. Neredzamā gaisma ir gaisma, ko nevar saskatīt ar normālu redzi, un tā ietver enerģiskākus un augstākas frekvences viļņus, piemēram, ultravioleto starojumu, rentgena un gamma starus. Kvantu mehānikas jomā tiek pētīti arī viļņi ar lielāku garumu, piemēram, infrasarkanie, mikro un radio viļņi.
Daži elektromagnētiskā starojuma veidi, piemēram, rentgena stari, ir jonizējošais starojums, un tie var būt kaitīgi jūsu organismam. Ultravioletais starojums ir tuvu gaismas spektra violetajai daļai, bet infrasarkanais starojums ir tuvu sarkanajai daļai. Infrasarkanie stari ir siltuma stari, bet ultravioletie stari izraisa saules apdegumus.
Dažādās elektromagnētiskā spektra daļās atšķiras viļņa garums, frekvence un kvantu enerģija.
Skaņas viļņi nav elektromagnētiskie viļņi, bet gan spiediena viļņi gaisā, ūdenī vai jebkurā citā vielā.
Elektromagnētisko frekvenču diapazons. "UHF" nozīmē "ļoti augsta frekvence", VHF ir "ļoti augsta frekvence". Abas šīs frekvences agrāk tika izmantotas televīzijā ASV.
Matemātiskais formulējums
Fizikā ir labi zināms, ka viļņu vienādojums tipiskam vilnim ir šāds.
∇ 2 f = 1 c 2 ∂ 2 f ∂ t 2 {\displaystyle \nabla ^{2}f={{\frac {1}{c^{2}}}}{\frac {\partial ^{2}f}{\partial t^{2}}}} 
Tagad problēma ir pierādīt, ka Maksvela vienādojumi nepārprotami pierāda, ka elektriskais un magnētiskais lauks rada elektromagnētisko starojumu. Atcerieties, ka divi no Maksvela vienādojumiem ir doti šādi.
∇ × E = - ∂ B ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} {{\daļējs t}}}} 
∇ × B = μ o j + μ o ϵ o ∂ E ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {B} =\mu _{o}\mathbf {j} +\mu _{o}\epsilon _{o}{\frac {\partial \mathbf {E} {{daļējs t}}}} 
Izvērtējot iepriekš minēto vienādojumu līkni un izmantojot vektoru aprēķinu, var pierādīt šādus vienādojumus.
∇ 2 E = 1 c 2 ∂ 2 E ∂ t {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {E} ={\frac {1}{c^{2}}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {E} }{{\daļējs t}}} 
∇ 2 B = 1 c 2 ∂ 2 B ∂ t {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {B} ={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {B} }{{\daļējs t}}} 
Piezīme: pierādījums ietver šādu aizvietojumu
c = 1 μ o ϵ {\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\mu _{o}\epsilon }}}} 
Iepriekš minētie vienādojumi ir analogi viļņu vienādojumam, aizstājot f ar E un B. Iepriekš minētie vienādojumi nozīmē, ka, izplatoties caur magnētisko (B) un elektrisko (E) lauku, rodas viļņi.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir elektromagnētiskie viļņi?
A: Elektromagnētiskie viļņi ir viļņi, kas satur elektrisko lauku un magnētisko lauku un nes enerģiju. Tie pārvietojas ar gaismas ātrumu (299 792 458 metri sekundē).
J: Kas ir kvantu mehānika?
A: Kvantu mehānika ir zinātnes nozare, kas radusies, pētot elektromagnētiskos viļņus. Tā ietver gan redzamās, gan neredzamās gaismas izpēti.
J: Kādi elektromagnētiskā starojuma veidi var kaitēt organismam?
A: Daži elektromagnētiskā starojuma veidi, piemēram, rentgena stari, ir jonizējošs starojums, un tie var būt kaitīgi jūsu organismam.
J: Kur gaismas spektrā atrodas ultravioletais starojums?
A.: Ultravioletie stari atrodas gaismas spektra violetajā daļā.
J: Kur gaismas spektrā atrodas infrasarkanie stari?
A: Infrasarkanie stari ir tuvu gaismas spektra sarkanajai daļai.
J: Ar ko infrasarkanie stari atšķiras no ultravioletajiem stariem?
A: Infrasarkanos starus izmanto kā siltuma starus, bet ultravioletie stari izraisa saules apdegumus.
J: Vai skaņas viļņus uzskata par elektromagnētiskajiem viļņiem?
A: Nē, skaņas viļņi nav elektromagnētiskie viļņi, bet gan spiediena viļņi gaisā, ūdenī vai jebkurā citā vielā.
