Kas yra elektromagnetinė spinduliuotė:
Elektromagnetinė spinduliuotė yra energijos forma, kurią skleidžia judančios įkrautos dalelės. Tai yra elektromagnetinių bangų plitimo rezultatas, tolstantis nuo jų kilmės šaltinio, tarsi fotonų srautas.
Elektromagnetinės spinduliuotės spektro klasifikacija
Visa elektromagnetinė spinduliuotė sudaro elektromagnetinį spektrą, kuris klasifikuojamas atsižvelgiant į jį sudarančių bangų charakteristikas:
Radio bangos
Radijo bangos yra elektromagnetinės spinduliuotės rūšis, kurios bangos ilgiai elektromagnetiniame spektre yra ilgesni nei infraraudonųjų spindulių. Jo dažniai yra nuo 300 gigahercų (GHz) iki 3 kilohercų (kHz), bangos ilgiai yra nuo 1 mm iki 100 km ir sklinda šviesos greičiu.
Dirbtinės radijo bangos naudojamos ryšiams, radarams ir kitoms navigacijos sistemoms, palydoviniam ryšiui ir kompiuterių tinklams.
Mikrobangų krosnelė
Orkaitėse maistui šildyti naudojamos mikrobangos yra 2,45 GHz bangos, kurias sukelia elektronų pagreitis. Šios mikrobangės orkaitėje sukelia elektrinį lauką, kur vandens molekulės ir kiti maisto komponentai, bandydami orientuotis tame elektriniame lauke, sugeria energiją ir padidina jo temperatūrą.
Saulė skleidžia mikrobangų spinduliuotę, kurią blokuoja Žemės atmosfera. Kosminė mikrobangų foninė spinduliuotė (CMBR) Kosminis mikrobangų foninis radiatonas) yra mikrobangų spinduliuotė, sklindanti Visatoje ir yra viena iš bazių, pagrindžiančių Visatos atsiradimo teoriją didžiojo sprogimo ar Didysis sprogimas.
Infraraudonųjų spindulių šviesa
Infraraudonoji šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgiai yra didesni nei matomos šviesos: nuo 0,74 µm iki 1 mm. Šios spinduliuotės dažnis yra nuo 300 GHz iki 400 terahercų (THz). Šie spinduliai apima didžiąją dalį objektų skleidžiamos šiluminės spinduliuotės. Saulės skleidžiama infraraudonoji šviesa atitinka 49% Žemės atšilimo.
Matoma šviesa
Šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurią žmonės suvokia regėjimo pojūčiu. Matomos šviesos bangos ilgiai yra nuo 390 iki 750 nm, o kiekviena spektro spalva yra siauroje ilgių juostoje.
| Spalva | Bangos ilgis |
|---|---|
| violetinė | 380–450 nm |
| Mėlyna | 450–495 nm |
| Žalias | 495–570 nm |
| Geltona | 570–590 nm |
| Oranžinė | 590-620 nm |
| Raudona | 620–750 nm |
Ultravioletinė šviesa
Ultravioletinė (UV) šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė, gaunanti šį pavadinimą, nes jos bangų dažniai yra didesni už spalvą, kurią žmonės įvardija kaip violetinę. Jis randamas bangų ilgių diapazone nuo 10 iki 400 nm, o fotonų energija yra nuo 3 elektronų voltų (eV) iki 124 eV. UV spinduliai žmonėms nematomi, tačiau daugelis gyvūnų, pavyzdžiui, vabzdžiai ir paukščiai, gali tai suvokti.
Saulės UV spinduliuotė paprastai skirstoma į tris kategorijas: nuo mažiausios iki didžiausios energijos:
- UV-A: bangos ilgis tarp 320–400 nm
- UV-B: bangos ilgis tarp 290-320 nm
- UV-C: bangos ilgis tarp 220-290 nm.
Didžioji dalis Saulės UV spindulių, pasiekiančių Žemę, yra UV-A, kitą spinduliuotę atmosferoje sugeria ozonas.
Rentgeno spinduliai
Rentgeno spinduliai yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurios energija yra didesnė nei UV spinduliuotė, o bangos ilgis trumpesnis, tarp 0,01–10 nm. XIX amžiaus pabaigoje juos atrado Wilhelmas Röntgenas.
Gama spinduliai
Gama spinduliai yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurios energija yra didžiausia, viršijanti 100 keV, o bangos ilgis mažesnis nei 10 pikometrų (1 x 10-13 m). Jas išskiria branduolys ir natūraliai pasitaiko radioizotopuose.
Elektromagnetinės spinduliuotės poveikis
Žmones supa radiacija, gaunama iš išorės, kurią mes žinome tik apie radiaciją, kurią suvokiame juslėmis: pavyzdžiui, šviesa ir šiluma.
Radiaciją galima klasifikuoti į jonizuojantis ir nejonizuojantis, priklausomai nuo jų gebėjimo jonizuoti medžiagas, kurias praeina. Tokiu būdu gama spinduliai jonizuojasi dėl savo aukšto energijos lygio, o radijo bangos nejonizuoja.
Dauguma ultravioletinių spindulių yra nejonizuojantys, tačiau visa UV spinduliuotė daro žalingą poveikį organinėms medžiagoms. Taip yra dėl UV fotono galios pakeisti chemines molekulių jungtis.
Didelė rentgeno spindulių dozė per trumpą laiką sukelia radiacijos ligą, o mažos dozės padidina radiacijos vėžio riziką.
Elektromagnetinės spinduliuotės taikymai
Elektromagnetinės spinduliuotės poveikis yra būtinas gyvybei Žemės planetoje. Visuomenė, kurią šiandien žinome, remiasi elektromagnetinės spinduliuotės technologiniu naudojimu.
Radijas
AM radijo bangos naudojamos komerciniam radijo signalo perdavimui nuo 540 iki 1600 kHz dažniu. Informacijos išdėstymas šiose bangose yra moduliuotos amplitudės metodas, todėl jis vadinamas AM. Nešėjo banga, turinti pagrindinį radijo stoties dažnį (pavyzdžiui, 1450 kHz), skiriasi arba amplitudę moduliuoja garso signalas. Gaunamos bangos dažnis yra pastovus, o amplitudė skiriasi.
FM radijo bangos svyruoja nuo 88 iki 108 MHz, ir, skirtingai nuo AM stočių, FM stotys perduodamos moduliuojant dažnį. Šiuo atveju informacijos nešiklio banga išlaiko savo amplitudę pastovią, tačiau dažnis skiriasi. Todėl dvi FM radijo stotys negali būti mažesnės nei 0,020 MHz.
Diagnozė ir terapija
Medicina yra viena iš sričių, kuri gauna daugiausia naudos iš technologijų, pagrįstų elektromagnetine spinduliuote, naudojimo. Mažomis dozėmis rentgeno spinduliai yra veiksmingi atliekant rentgenogramas, kuriose minkštus audinius galima atskirti nuo kietųjų audinių. Kita vertus, rentgeno spindulių jonizuojantis pajėgumas naudojamas gydant vėžį, siekiant užmušti piktybines ląsteles radioterapijos metu.
Belaidis ryšys
Labiausiai paplitusios belaidės technologijos naudoja radijo ar infraraudonųjų spindulių signalus; infraraudonųjų spindulių bangomis atstumai yra nedideli (televizijos nuotolinio valdymo pultas), o radijo bangos pasiekia didelius atstumus.
Termografija
Infraraudonųjų spindulių pagalba galima nustatyti objektų temperatūrą. Termografija yra technologija, leidžianti nuotoliniu būdu nustatyti objektų temperatūrą naudojant infraraudonąją spinduliuotę. Ši technologija plačiai naudojama karinėje ir pramoninėje srityje.
Radaras
Radaras, sukurtas Antrojo pasaulinio karo metais, yra įprastas mikrobangų pritaikymas. Aptikus mikrobangų aidus, radarų sistemos gali nustatyti objektų atstumus.
- Elektromagnetizmas
- Elektromagnetinė banga.
