Zināt elektromagnētisko viļņu spektru

Elektromagnētiskie viļņi ir viļņi, kuriem ir elektriskās un magnētiskās enerģijas lādiņi bez nepieciešamības pēc izplatīšanās vides. Ikdienā mēs varam atrast daudz elektromagnētisko viļņu izmantojumu, piemēram, rentgena tehnoloģiju, mikroviļņu un viedtālruņu saņemto signālu. Pamatojoties uz to garumu vai frekvenci, elektromagnētiskos viļņus var klasificēt elektromagnētisko viļņu spektrā.

Elektromagnētisko viļņu spektrs ir nepārtraukts spektrs, kurā katrs no dažādiem elektromagnētisko viļņu veidiem ir noteikts noteiktā viļņu garuma diapazonā. Elektromagnētisko viļņu spektrs sastāv no radioviļņiem, mikroviļņiem, infrasarkanajiem stariem, redzamās gaismas, ultravioletajiem, rentgena un gammas stariem.

spektrs

Radio vilnis

Radioviļņi ir garākie elektromagnētiskie viļņi ar viszemāko frekvenču diapazonu elektromagnētiskajā spektrā. Radioviļņu garums svārstās no 0,3 līdz 600 metriem ar frekvenču diapazonu no 5 × 105 herciem līdz 109 herciem. Šos viļņus izstaro paātrināti kustīgi lādiņi un lādiņu svārstības elektriskajā ķēdē (piemēram, LC ķēdē).

(Lasiet arī: Elektromagnētiskie viļņi, definīcija un īpašības)

Pamatojoties uz frekvenci, radioviļņi tiek sadalīti vairākās joslās. Īsviļņu josla ir frekvencē no 500 kHz līdz 54 MHz. Iekšpusē ir AM radio josla, kuras frekvence ir no 530 kHz līdz 1710 kHz. Turklāt ir arī televīzijas viļņi diapazonā no 54 MHz līdz 1000 MHz. Tajā ir FM radioviļņi, proti, ar frekvenci no 88 MHz līdz 108 MHz.

Mikroviļņu krāsnis

Mikroviļņu viļņu garums ir mazāks un frekvence augstāka nekā radioviļņiem. Mikroviļņus ģenerē lielas jaudas vakuuma caurules, pusvadītāju ierīces (piemēram, lauka tranzistori), tuneļa diodes, Gunn diodes un citi. Mikroviļņu viļņu garuma diapazons ir no 10-3 metriem līdz 0,3 metriem. Frekvence svārstās no 109 herciem līdz 3 × 1011 herciem.

Radarā var redzēt vienu mikroviļņu lietojumu (radio noteikšana un diapazona noteikšana). Radars ir metode, ko izmanto, lai noteiktu attālumu, ātrumu un citas kustīgu objektu īpašības. Turklāt mikroviļņu krāsnis izmanto arī mikroviļņu krāsnīs.

Infrasarkanais stars

Nākamie elektromagnētiskie viļņi ir infrasarkanie stari. Infrasarkanajiem viļņiem ir mazāks viļņu garums, bet ar augstāku frekvenci nekā mikroviļņiem. Infrasarkanos starus sauc arī par karstuma viļņiem. Garums svārstās no 8 × 10-7 metriem līdz 10-3 metriem ar frekvenci 3 × 1011 Hertz līdz 4 × 1014 Hertz.

Galvenais infrasarkanā starojuma avots ir siltuma starojums, ko izstaro visi karstie priekšmeti. Kad objekts tiek uzkarsēts, atomi un molekulas, kas to veido, iegūst siltuma enerģiju un vibrē ar lielāku amplitūdu. Enerģiju atbrīvo vibrējoši atomi un molekulas infrasarkanā starojuma veidā. Jo augstāka ir objekta temperatūra, jo spēcīgāk atomi un molekulas vibrē un jo vairāk infrasarkanā starojuma tas rada.

Redzamā gaisma

Redzamā gaisma ir elektromagnētiskā spektra apgabals, ko acis var noteikt tieši. Redzamā gaisma, kas pazīstama arī kā balta gaisma, sastāv no septiņām dažādām krāsām. Varavīksnē varam redzēt septiņas krāsas, kad saules gaismu lauž ūdens pilieni. Redzamās gaismas spektrā sarkanajai gaismai ir vislielākais, savukārt purpursarkanajam - īsākais.

Ultravioletie stari

Ultravioletā gaisma ir elektromagnētiskais vilnis ar viļņa garumu no 380 nm līdz 10 nm. Frekvenču diapazons svārstās no 8 × 1014 herciem līdz 3 × 1016 herciem. Šis starojums tiek nosaukts par ultravioleto, jo tas ir saistīts ar biežumu, kas lielāks par violetas gaismas frekvenci redzamajā gaismas spektrā.

Ultravioletā gaisma tiek plaši izmantota ikdienas dzīvē, piemēram, baktēriju iznīcināšanai ūdens attīrīšanā, UV lampu izmantošanā un acu operācijās LASIK.

Rentgens

Rentgenstari ir elektromagnētisko viļņu spektrs ar viļņa garumu no 10-13 metriem līdz 10-8 metriem. Frekvence svārstās no 3 × 1016 herciem līdz 3 × 1019 herciem. Rentgenstari ir augstas enerģijas starojuma veids, kas var viegli iekļūt daudzu veidu materiālos.

Rentgens ir pazīstams arī kā Roentgen stari, kuru vārds tika ņemts no viņu atklājēja, proti, Vilhelma K. Roentgena 1895. gadā. Tajā laikā Roentgen nevarēja noteikt radiācijas raksturu, tāpēc viņš izmantoja simbolu X. Mūsdienās rentgenstarus plaši izmanto rentgenstaru un staru terapija vai staru terapija.

Gamma stari

Pēdējais elektromagnētiskā starojuma veids ir gamma stari. Gamma stari ir īsākie viļņi ar vislielāko frekvenci, salīdzinot ar citiem elektromagnētiskajiem viļņiem. Garums ir no 0,6 × 10-14 metriem līdz 10-10 metriem. Tikmēr frekvence ir no 3 × 108 herciem līdz 5 × 1022 herciem. Gamma staru avotu iegūst no kodolreakcijām un kodola radioaktivitātes.

Gamma starus plaši izmanto staru terapijas procesā vēža un audzēju ārstēšanā. Turklāt gamma starus var izmantot arī radioizotopu izgatavošanai un metāla konstrukciju izpratnei.