Elektron dalgası nedir. Elektromanyetik radyasyon - insan maruziyeti, koruma

Çok az insan elektromanyetik nitelikteki radyasyonun tüm Evrene nüfuz ettiğini biliyor. Elektromanyetik dalgalar uzayda yayıldığında ortaya çıkar. Dalgaların salınım frekansına bağlı olarak, şartlı olarak görünür ışığa, radyo frekansı spektrumuna, kızılötesi aralıklara vb. ayrılırlar. Elektromanyetik dalgaların pratik varlığı, 1880'de Alman bilim adamı G. Hertz tarafından ampirik olarak kanıtlanmıştır (bu arada, frekans ölçü birimi onun adıyla anılır).

Fizik dersinden neyin meydana geldiği bilinmektedir. özel çeşitÖnemli olmak. Gözle sadece küçük bir kısmı görülebilmesine rağmen, maddi dünya üzerindeki etkisi çok büyüktür. Elektromanyetik dalgalar, manyetik ve elektrik alanlarının kuvvetinin etkileşen vektörlerinin uzayda sıralı yayılımıdır. Bununla birlikte, "dağıtım" kelimesi bu durum tamamen doğru değil: daha ziyade dalga benzeri bir uzay rahatsızlığından bahsediyoruz. Elektromanyetik dalgaların oluşmasının nedeni, zamanla değişen bir uzayın uzayda görünmesidir. Elektrik alanı... Ve bildiğiniz gibi, elektrik ve manyetik alanlar arasında doğrudan bir bağlantı vardır. Akım taşıyan herhangi bir iletkenin etrafında bir manyetik alan olduğu kuralını hatırlamak yeterlidir. Elektromanyetik dalgaların etki ettiği bir parçacık titreşmeye başlar ve hareket olduğu için enerji radyasyonu olduğu anlamına gelir. Elektrik alanı ω, hareketsiz haldeki bir komşu parçacığa aktarılır, sonuç olarak alan yeniden oluşturulur. elektriksel doğa... Ve alanlar birbirine bağlı olduğundan, manyetik alan daha sonra görünür. Süreç çığ gibi yayılıyor. Bu durumda, gerçek bir hareket yoktur, ancak parçacıkların titreşimleri vardır.

Olasılık hakkında pratik kullanım böyle bir fizikçi uzun zamandır düşünüyordu. V modern dünya elektromanyetik dalgaların enerjisi o kadar yaygın olarak kullanılmaktadır ki, pek çoğu bunu hafife alarak farkına bile varmaz. Çarpıcı bir örnek- onsuz televizyonların çalışmasının imkansız olacağı radyo dalgaları ve cep telefonları.

İşlem aşağıdaki gibidir: modüle edilmiş bir alan sürekli olarak özel bir şekle (anten) sahip bir metal iletkene iletilir. Modüle edildikleri için belirli bir düzende kodlanmış bilgi taşırlar. İstenilen frekansları yakalamak için, muhataba özel tasarımlı bir alıcı anten kurulur. Genel elektromanyetik arka plandan istediğiniz frekansları seçmenizi sağlar. Metal bir alıcıda bir kez, dalgalar kısmen dönüştürülür. elektrik orijinal modülasyon. Ardından amplifikatör ünitesine giderler ve cihazın çalışmasını kontrol ederler (hoparlör difüzörünü hareket ettirin, elektrotları TV ekranlarında çevirin).

Elektromanyetik dalgalardan elde edilen akım kolayca görülebilir. Bunu yapmak için, antenden alıcıya giden çıplak çekirdekli bir kablonun toplam kütleye dokunması yeterlidir (ısıtma pili, Şu anda, toprak ile konut kablosu arasında bir kıvılcım atlar - bu, üretilenin bir tezahürüdür. anten akımı Değeri ne kadar büyükse, verici o kadar yakın ve güçlüdür.Anten konfigürasyonunun önemli bir etkisi vardır.

Birçoğunun günlük hayatta her gün karşılaştığı elektromanyetik dalgaların bir başka tezahürü, mikrodalga fırın... Dönen alan gücü çizgileri nesneyi geçer ve enerjilerinin bir kısmını aktararak onu ısıtır.

Elektromanyetik dalgalar, yıllarca süren tartışmaların ve binlerce deneyin sonucudur. Yerleşik toplumu devirebilecek doğal kökenli güçlerin varlığının kanıtı. Bu basit bir gerçeğin gerçek kabulüdür - içinde yaşadığımız dünya hakkında çok az şey biliyoruz.

Fizik, doğa bilimleri arasında yalnızca yaşamın değil, aynı zamanda dünyanın kendisinin de kökeni sorularına yanıt verebilen kraliçedir. Bilim adamlarına, etkileşimi EMW (elektromanyetik dalgalar) oluşturan elektrik ve manyetik alanları inceleme yeteneği verir.

elektromanyetik dalga nedir

Çok uzun zaman önce, War of Currents (2018) filmi, iki büyük bilim adamı Edison ve Tesla arasındaki anlaşmazlığı bir kurgu dokunuşuyla anlattığı ülkemizin ekranlarında gösterime girdi. Biri doğru akımın faydalarını kanıtlamaya çalıştı, diğeri - alternatif akımdan. Bu uzun savaş, yirmi birinci yüzyılın yedinci yılına kadar sona ermedi.

"Savaşın" en başında, görelilik teorisinin geliştirilmesiyle uğraşan başka bir bilim adamı, elektrik ve manyetizmayı benzer fenomenler olarak tanımladı.

On dokuzuncu yüzyılın otuzuncu yılında, İngiliz doğumlu fizikçi Faraday bu fenomeni keşfetti. elektromanyetik indüksiyon ve elektrik ve manyetik alanların birliği terimini tanıttı. Ayrıca bu alandaki hareketin ışık hızıyla sınırlı olduğunu savundu.

Biraz sonra, İngiliz bilim adamı Maxwell'in teorisi, elektriğin manyetik bir etkiye ve manyetizmanın bir elektrik alanının ortaya çıkmasına neden olduğunu söyledi. Bu alanların her ikisi de uzayda ve zamanda hareket ettiğinden rahatsızlıklar, yani elektromanyetik dalgalar oluştururlar.

Basitçe söylemek gerekirse, bir elektromanyetik dalga, bir elektronun uzamsal bozukluğudur. manyetik alan.

EMW'nin varlığı, Alman bilim adamı Hertz tarafından deneysel olarak kanıtlandı.

Elektromanyetik dalgalar, özellikleri ve özellikleri

Elektromanyetik dalgalar aşağıdaki faktörlerle karakterize edilir:

  • uzunluk (yeterince geniş aralık);
  • Sıklık;
  • yoğunluk (veya titreşim genliği);
  • enerji miktarı.

Tüm elektromanyetik radyasyonun ana özelliği, görünür ışık spektrumu için genellikle nanometre cinsinden belirtilen dalga boyudur (vakumda).

Her nanometre, bir mikrometrenin binde birini temsil eder ve birbirini izleyen iki tepe noktası (köşe noktası) arasındaki mesafe ile ölçülür.

Karşılık gelen dalga emisyon frekansı, sinüzoidal salınımların sayısıdır ve ters orantı dalga boyu.

Frekans genellikle Hertz cinsinden ölçülür. Böylece, daha uzun dalga boyları daha düşük bir radyasyon frekansına karşılık gelir ve daha kısa olanlar daha yüksek bir radyasyon frekansına karşılık gelir.

Dalgaların ana özellikleri:

  • refraksiyon;
  • refleks;
  • absorpsiyon;
  • girişim.

elektromanyetik dalga hızı

Bir elektromanyetik dalganın gerçek yayılma hızı, ortamın sahip olduğu malzemeye, optik yoğunluğuna ve basınç gibi bir faktörün varlığına bağlıdır.

Ek olarak, farklı malzemeler farklı atom "paketleme" yoğunluğuna sahiptir, ne kadar yakınlarsa, mesafe o kadar kısa ve hız o kadar yüksek olur. Sonuç olarak, elektromanyetik dalganın hızı, içinden geçtiği malzemeye bağlıdır.

Ana eylem aracının yüklü bir parçacık olduğu hadron çarpıştırıcısında benzer deneyler yapılmaktadır. Çalışma elektromanyetik olaylarışık küçük parçacıklara - fotonlara - ayrıştırıldığında kuantum seviyesinde gerçekleşir. Ancak kuantum fiziği ayrı bir konudur.

Görelilik teorisine göre en yüksek dalga yayılma hızı ışık hızını aşamaz. Yazılarındaki hız sınırının sonluluğu Maxwell tarafından tanımlandı ve bunu yeni bir alan olan eterin varlığıyla açıkladı. Modern resmi bilim henüz böyle bir ilişkiyi incelemedi.

Elektromanyetik radyasyon ve türleri

Elektromanyetik radyasyon, elektrik ve manyetik alanların salınımları şeklinde gözlenen, ışık hızında yayılan (vakumda saniyede 300 km) elektromanyetik dalgalardan oluşur.

EM radyasyon madde ile etkileşime girdiğinde, davranışı frekans değiştikçe niteliksel olarak değişir. Neden dönüştürülür:

  1. Radyo emisyonu. Radyo frekanslarında ve mikrodalga frekanslarında, ışınım madde ile esas olarak ortak bir dizi yük şeklinde etkileşime girer ve bunlar arasında dağılmışlardır. Büyük bir sayı etkilenen atomların
  2. Kızılötesi radyasyon. Düşük frekanslı radyo emisyonu ve mikrodalga radyasyonunun aksine, bir kızılötesi yayıcı genellikle tek tek moleküllerde bulunan ve titreşim meydana geldikçe atomik düzeyde kimyasal bir bağın uçlarında değişen dipollerle etkileşime girer.
  3. Görünür ışık emisyonu. Görünür aralıkta frekans arttıkça, fotonlar bazı bireysel moleküllerin bağlı yapısını değiştirmek için yeterli enerjiye sahiptir.
  4. Morötesi radyasyon. Frekans artar. Ultraviyole fotonlarda, artık moleküllerin bağları üzerinde iki kat hareket etmek ve onları kimyasal olarak sürekli olarak yeniden düzenlemek için yeterli enerji (üç volttan fazla) vardır.
  5. İyonlaştırıcı radyasyon. En yüksek frekanslarda ve en düşük dalga boyunda. Bu ışınların madde tarafından emilmesi, tüm gama spektrumunu etkiler. En ünlü etkisi radyasyondur.

Elektromanyetik dalgaların kaynağı nedir

Her şeyin kökeninin genç teorisine göre dünya, dürtü tarafından yaratıldı. Büyük patlama olarak adlandırılan devasa bir enerjiyi serbest bıraktı. Evren tarihinde ilk em-dalgası bu şekilde ortaya çıktı.

Şu anda, rahatsızlık oluşumunun kaynakları şunları içerir:

  • EMV yapay bir vibratör yayar;
  • atomik grupların veya molekül parçalarının titreşimlerinin sonucu;
  • maddenin dış kabuğu üzerinde bir etki varsa (atomik-moleküler düzeyde);
  • ışığa benzer etki;
  • nükleer bozulma ile;
  • elektronların yavaşlamasının bir sonucudur.

Elektromanyetik radyasyonun ölçeği ve uygulaması

Radyasyon ölçeği, 3 · 10 6 ÷ 10 -2 ila 10 -9 ÷ 10 -14 arasında geniş bir dalga frekansı aralığı olarak anlaşılır.

Elektromanyetik spektrumun her bir parçası, günlük hayatımızda geniş bir uygulama alanına sahiptir:

  1. Küçük dalgalar (mikrodalgalar). Bu elektrik dalgaları, dünyanın atmosferini atlayabildikleri için uydu sinyali olarak kullanılır. Ayrıca, mutfakta ısıtma ve yemek pişirmek için biraz güçlendirilmiş bir versiyon kullanılır - bu bir mikrodalga fırındır. Pişirme prensibi basittir - mikrodalga radyasyonunun etkisi altında, su molekülleri emilir ve hızlandırılır, bu da yemeğin ısınmasına neden olur.
  2. Radyo teknolojisinde (radyo dalgaları) uzun süreli bozulmalar kullanılır. Frekansları, bize sunulan FM radyo ve televizyon sayesinde bulutların ve atmosferin geçişine izin vermez.
  3. Kızılötesi bozulma doğrudan ısı ile ilgilidir. Onu görmek neredeyse imkansız. Özel ekipman olmadan, arabadaki TV'nizin, stereo sisteminizin veya radyonuzun uzaktan kumandasından gelen ışını fark etmeye çalışın. Ülkelerin ordularında bu tür dalgaları okuyabilen cihazlar kullanılmaktadır (gece görüş cihazı). Ayrıca mutfaklardaki indüksiyon ocaklarında.
  4. Ultraviyole ışığın da ısı ile ilgisi vardır. Bu tür radyasyonun en güçlü doğal "üreticisi" güneştir. Bronzlaşmanın nedeni, insan derisi üzerindeki ultraviyole radyasyonun etkisidir. Tıpta bu tip dalga aletleri dezenfekte etmek, mikropları öldürmek ve.
  5. Gama ışınları, yüksek frekanslı kısa dalga rahatsızlıklarının yoğunlaştığı en güçlü radyasyon türüdür. Elektromanyetik spektrumun bu kısmında bulunan enerji, ışınlara büyük bir nüfuz etme gücü verir. içinde geçerlidir nükleer Fizik- barışçıl, nükleer silahlar - savaş kullanımı.

Elektromanyetik dalgaların insan sağlığına etkisi

EMV'lerin insanlar üzerindeki etkisini ölçmek bilim adamlarının sorumluluğundadır. Ancak yoğunluğu değerlendirmek için uzman olmanıza gerek yok. iyonlaştırıcı radyasyon- insan DNA'sında bu tür değişiklikleri gerektiren değişikliklere neden olur. ciddi hastalık onkoloji gibi.

Çernobil felaketinin zararlı etkisinin doğa için en tehlikeli olanlardan biri olarak görülmesi boşuna değildir. Bir zamanlar güzel olan bölgenin birkaç kilometre karesi, tam bir dışlama bölgesi haline geldi. Yüzyılın sonuna kadar Çernobil nükleer santralindeki patlama, radyonüklidlerin yarılanma ömrü bitene kadar tehlike arz ediyor.

Bazı emv türleri (radyo, kızılötesi, ultraviyole) bir kişiye fazla zarar vermez ve sadece rahatsızlığı temsil eder. Sonuçta, dünyanın manyetik alanı bizim tarafımızdan hissedilmez, ancak cep telefonundan gelen bir EMV baş ağrısına neden olabilir (sinir sistemi üzerinde etki).

Sağlığınızı elektromanyetizmadan korumak için makul önlemleri almanız yeterlidir. Yüzlerce saat yerine bilgisayar oyunu Yürüyüşe çıkmak.

elektromanyetik etkileşimin uzayda yayılma sürecidir.
Elektromanyetik dalgalar, elektromanyetik olaylar için genel olan Maxwell denklemleriyle tanımlanır. Uzayda elektrik yükleri ve akımların yokluğunda bile Maxwell denklemlerinin sıfırdan farklı çözümleri vardır. Bu çözümler elektromanyetik dalgaları tanımlar.
Yüklerin ve akımların yokluğunda, Maxwell denklemleri aşağıdaki gibi yazılır:

,

Çürüme işlemini ilk iki denkleme uygulayarak, elektrik ve manyetik alanların gücünü belirlemek için ayrı denklemler elde edilebilir.

Bu denklemler tipik dalga denklemleri biçimine sahiptir. Ayrıştırmaları, aşağıdaki türdeki ifadelerin bir üst üste binmesidir.

Nerede - Dalga vektörü olarak adlandırılan belirli bir vektör? - döngüsel frekans olarak adlandırılan sayı,? - faz. Miktarlar, elektromanyetik dalganın elektrik ve manyetik bileşenlerinin genlikleridir. Karşılıklı olarak dik ve mutlak değerde eşittirler. Girilen değerlerin her birinin fiziksel yorumu aşağıda verilmiştir.
Bir boşlukta, bir elektromanyetik dalga ışık hızı denilen bir hızda hareket eder. Işık hızı temel bir fiziksel sabittir ve şu şekilde gösterilir: Latince harf C. Görelilik teorisinin ana varsayımına göre, ışık hızı maksimumdur. olası hız bilgi aktarımı veya vücut hareketi. Bu hız 299.792.458 m/sn'dir.
Elektromanyetik dalga, frekans ile karakterize edilir. Hat frekansını ayırt etmek? ve döngüsel frekans? = 2 ??. Frekansa bağlı olarak, elektromanyetik dalgalar spektral aralıklardan birine aittir.
Elektromanyetik dalganın bir başka özelliği de dalga vektörüdür. Dalga vektörü, elektromanyetik dalganın yayılma yönünü ve uzunluğunu belirler. Hwilov vektörünün mutlak değerine dalga sayısı denir.
Elektromanyetik dalga boyu? = 2? / k, burada k dalga sayısıdır.
Bir elektromanyetik dalganın uzunluğu, dağılım yasası yoluyla frekansla ilişkilidir. Boşlukta, bu bağlantı basittir:

?? = C.

Genellikle bu oran şeklinde yazılır

? = c k.

Aynı frekansa ve dalga vektörüne sahip elektromanyetik dalgaların fazları farklılık gösterebilir.
Boşlukta, bir elektromanyetik dalganın elektrik ve manyetik alanlarının kuvvetinin vektörleri, zorunlu olarak dalga yayılma yönüne diktir. Bu tür dalgalara denir kesme dalgaları... Matematiksel olarak, bu denklemler ve ile tanımlanır. Ayrıca, elektrik ve manyetik alanların güçleri birbirine diktir ve uzayın herhangi bir noktasında mutlak değerde daima eşittir: E = H. Eğer z ekseni ile çakışacak şekilde bir koordinat sistemi seçerseniz. elektromanyetik dalganın yayılma yönü, elektrik alan kuvvetinin yön vektörleri için iki farklı olasılık vardır. Eklektik alan x ekseni boyunca yönlendirilirse, manyetik alan y ekseni boyunca yönlendirilecektir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu iki farklı olasılık birbirini dışlamaz ve iki farklı kutuplaşmaya karşılık gelir. Bu konu Dalga Polarizasyonu makalesinde daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.
Vurgulanmış görünür ışık ile spektral aralıklar Frekans veya dalga boyuna bağlı olarak (bu miktarlar ilişkilidir), elektromanyetik dalgalar farklı aralıklara atanır. Farklı aralıklardaki dalgalar, farklı şekillerde etkileşime girer. fiziksel bedenler.
En düşük frekansa (veya en uzun dalga boyuna) sahip elektromanyetik dalgalar, radyo aralığı. Radyo bandı, radyo, televizyon ve cep telefonlarını kullanarak sinyalleri belli bir mesafeye iletmek için kullanılır. Radar, radyo aralığında çalışır. Radyo menzili, elektromanyetik dalganın uzunluğuna bağlı olarak metre, dicemetrik, santimetre, milimetre olarak ayrılır.
Elektromanyetik dalgaların kızılötesi menzile ait olması muhtemeldir. Vücudun termal radyasyonu kızılötesi aralığındadır. Bu vipromyuvannya'nın kaydı, gece görüş cihazlarının çalışmasının merkezinde yer almaktadır. Kızılötesi dalgalar, cisimlerdeki termal titreşimleri incelemek ve atomik yapının oluşturulmasına yardımcı olmak için kullanılır. katılar, gazlar ve sıvılar.
400 nm ila 800 nm dalga boyuna sahip elektromanyetik radyasyon, görünür ışık aralığına aittir. Görünür ışığın rengi, frekans ve dalga boyuna bağlı olarak farklılık gösterir.
400 nm'den küçük dalgalara denir. ultraviyole.İnsan gözü, özellikleri görünür aralıktaki dalgaların özelliklerinden farklı olmasa da, aralarında ayrım yapmaz. Yüksek frekans ve sonuç olarak, bu tür ışığın kuantumlarının enerjisi, ultraviyole dalgalarının biyolojik nesneler üzerinde daha yıkıcı bir etkisine yol açar. Dünya yüzeyi den korundu zararlı etkiler ozon tabakası tarafından ultraviyole dalgaları. Ek koruma için doğa, insanlara koyu tenli bahşetmiştir. Ancak insanların D vitamini üretebilmeleri için ultraviyole ışınlarına ihtiyaçları vardır. Bu nedenle ultraviyole dalgalarının yoğunluğunun daha az olduğu kuzey enlemlerinde yaşayan insanlar, tenlerinin koyu rengini kaybetmişlerdir.
Daha yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar, röntgen Aralık. Elektronlar yavaşladığında oluşan radyasyonu inceleyen Roentgen tarafından keşfedildikleri için böyle adlandırılırlar. Yabancı literatürde bu tür dalgalara genellikle röntgen, Röntgen'in ışınların onu adıyla çağırmama arzusuna saygı duyarak. X-ışını dalgaları madde ile zayıf bir şekilde etkileşir ve yoğunluğun daha yüksek olduğu yerlerde daha güçlü bir şekilde emilir. Bu gerçek tıpta kullanılmaktadır. röntgen florografisi... X-ışını dalgaları ayrıca element analizi ve kristal cisimlerin yapısının incelenmesi için de kullanılır.
En yüksek frekans ve en kısa uzunluk ? -ışınları. Sonuç olarak bu tür ışınlar oluşur. nükleer reaksiyonlar ve aralarındaki reaksiyonlar temel parçacıklar... ?-ışınları biyolojik nesneler üzerinde büyük bir yıkıcı etkiye sahiptir. Ancak, fizikte çalışmak için kullanılırlar. farklı özellikler atom çekirdeği.
Bir elektromanyetik dalganın enerjisi, elektrik ve manyetik alanların enerjilerinin toplamı ile belirlenir. Uzayda belirli bir noktadaki enerji yoğunluğu şu ifadeyle verilir:

.

Zaman ortalamalı enerji yoğunluğu.

,

Nerede E 0 = H 0 - dalga genliği.
Elektromanyetik dalganın enerji akışının yoğunluğu büyük önem taşımaktadır. Özellikle optikte ışık akısını belirler. Elektromanyetik dalganın enerji akışı yoğunluğu, Umov-Poynting vektörü tarafından belirlenir.

Elektromanyetik dalgaların bir ortamda yayılması, boşlukta yayılmaya kıyasla bir dizi özelliğe sahiptir. Bu özellikler ortamın özellikleri ile ilişkilidir ve genellikle elektromanyetik dalganın frekansına bağlıdır. Dalganın elektriksel ve manyetik bileşenleri ortamın polarizasyonuna ve manyetizasyonuna neden olur. Ortamın bu yanıtı, düşük ve yüksek frekans durumunda aynı değildir. Elektromanyetik dalganın düşük frekansında, maddenin elektronları ve iyonları, elektrik ve manyetik alanların yoğunluğundaki değişikliklere tepki vermek için zamana sahiptir. Çevrenin tepkisi, dalgalardaki zamansal dalgalanmaları izler. Yüksek bir frekansta, maddenin elektronları ve iyonları, dalga alanlarının salınım periyodu sırasında kaymak için zamana sahip değildir ve bu nedenle ortamın polarizasyonu ve manyetizasyonu çok daha azdır.
Düşük frekanslı elektromanyetik alan, birçok serbest elektronun bulunduğu metallere nüfuz etmez, bu şekilde yer değiştirir, elektromanyetik dalgayı tamamen söndürür. Elektromanyetik dalga, plazma frekansı olarak adlandırılan belirli bir frekansı aşan bir frekansta metale nüfuz etmeye başlar. Plazma frekansından daha düşük frekanslarda, bir elektromanyetik dalga metalin yüzey tabakasına nüfuz edebilir. Bu fenomene cilt etkisi denir.
Dielektriklerde, bir elektromanyetik dalganın dağılım yasası değişir. Bir vakumda elektromanyetik dalgalar sabit bir genlikle yayılırsa, o zaman bir ortamda absorpsiyon nedeniyle zayıflarlar. Bu durumda dalga enerjisi ortamın elektronlarına veya iyonlarına aktarılır. Toplamda, manyetik etkilerin yokluğunda dağılım yasası şu şekli alır:

Dalga sayısı k, bir elektromanyetik dalganın genliğinde bir azalmayı tanımlayan hayali kısmı olan bir toplam karmaşık miktar olduğunda, ortamın frekansa bağlı karmaşık dielektrik sabitidir.
Anizotropik ortamda, elektrik ve manyetik alanların kuvvet vektörlerinin yönü, dalga yayılma yönüne mutlaka dik değildir. Bununla birlikte, elektrik ve manyetik indüksiyon vektörlerinin yönü bu özelliği korur.
Bir ortamda, belirli koşullar altında, başka bir tür elektromanyetik dalga yayılabilir - elektrik alan şiddeti vektörünün yönünün dalga yayılma yönü ile çakıştığı uzunlamasına bir elektromanyetik dalga.
Yirminci yüzyılın başlarında, Max Planck, kara cisim ışımasının spektrumunu açıklamak için elektromanyetik dalgaların kuanta tarafından frekansla orantılı enerji ile yayıldığını öne sürdü. Birkaç yıl sonra, Albert Einstein, fotoelektrik etki fenomenini açıklayarak, bu fikri genişleterek elektromanyetik dalgaların aynı kuanta tarafından emildiğini öne sürdü. Böylece, elektromanyetik dalgaların daha önce malzeme parçacıklarına, cisimciklere atfedilen bazı özelliklerle karakterize edildiği anlaşıldı.
Bu fikir dalga-parçacık ikiliği olarak adlandırılır.

Elektromanyetik radyasyon, tam olarak Evrenimiz yaşadığı sürece var olur. Dünyadaki yaşamın evriminde önemli bir rol oynadı. Aslında bu bir kırgınlık hali elektromanyetik alan uzayda dağıtılır.

Elektromanyetik radyasyonun özellikleri

Herhangi bir elektromanyetik dalga, üç özellik kullanılarak tanımlanır.

1. Frekans.

2. Polarizasyon.

polarizasyon Ana dalga özelliklerinden biridir. Elektromanyetik dalgaların enine anizotropisini açıklar. Tüm dalga salınımları bir düzlemde meydana geldiğinde radyasyon polarize olarak kabul edilir.

Bu fenomen pratikte aktif olarak kullanılmaktadır. Örneğin, sinemada 3D filmler gösterilirken.

Polarizasyon kullanarak, IMAX gözlükleri amaçlanan görüntüyü ayırır. farklı gözler.

Sıklık Bir saniyede gözlemcinin (bu durumda dedektörün) yanından geçen dalga tepelerinin sayısıdır. Hertz cinsinden ölçülür.

dalga boyu- salınımları aynı fazda meydana gelen en yakın elektromanyetik radyasyon noktaları arasındaki belirli mesafe.

Elektromanyetik radyasyon hemen hemen her ortamda yayılabilir: yoğun maddeden boşluğa.

Bir boşlukta yayılma hızı saniyede 300 bin km'ye eşittir.

ilginç video EM dalgalarının doğası ve özellikleri hakkında aşağıdaki videoya bakın:

Elektromanyetik dalga türleri

Tüm elektromanyetik radyasyon frekansa bölünür.

1. Radyo dalgaları. Kısa, ultra kısa, ekstra uzun, uzun, orta.

Radyo dalgalarının uzunluğu 10 km ile 1 mm arasında ve 30 kHz ile 300 GHz arasında değişmektedir.

Kaynakları hem insan faaliyetleri hem de çeşitli doğal kaynaklar olabilir. atmosferik olaylar.

2. . Dalga boyu 1mm - 780nm aralığındadır ve 429 THz'e ulaşabilir. Kızılötesi radyasyona termal radyasyon da denir. Gezegenimizdeki tüm yaşamın temeli.

3. Görünür ışık. Uzunluk 400 - 760 / 780nm. Buna göre 790-385 THz aralığında dalgalanmaktadır. Bu, görülebilen tüm radyasyon spektrumunu içerir. insan gözü.

4. . Dalga boyu kızılötesi radyasyondan daha kısadır.

10 nm'ye kadar çıkabilir. bu tür dalgalar çok büyüktür - yaklaşık 3x10 ^ 16 Hz.

5. X-ışınları... 6x10 ^ 19 Hz dalgalar ve 10nm - 5pm düzeninde bir uzunluk.

6. Gama dalgaları. Bu, X-ışınlarından daha büyük ve daha kısa olan herhangi bir radyasyonu içerir. Bu tür elektromanyetik dalgaların kaynağı kozmik, nükleer süreçlerdir.

Uygulama kapsamı

19. yüzyılın sonundan beri bir yerlerde, tüm insani ilerleme elektromanyetik dalgaların pratik uygulamasıyla ilişkilendirildi.

Bahsetmeye değer ilk şey radyo iletişimidir. İnsanların birbirlerinden uzak olsalar bile iletişim kurmasını mümkün kıldı.

Uydu yayıncılığı, telekomünikasyon - Daha fazla gelişme ilkel radyo iletişimi.

Modern toplumun bilgi imajını şekillendiren bu teknolojilerdir.

Elektromanyetik radyasyon kaynakları hem büyük endüstriyel tesisler hem de çeşitli elektrik hatları olarak düşünülmelidir.

Elektromanyetik dalgalar askeri işlerde (radarlar, karmaşık elektrikli cihazlar) aktif olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, ilaç kullanılmadan yapılmamıştır. Kızılötesi radyasyon birçok hastalığın tedavisinde kullanılabilir.

röntgen bir kişinin iç dokularına verilen hasarı belirlemeye yardımcı olur.

Lazerler yardımıyla takı hassasiyeti gerektiren bir takım işlemler yapılmaktadır.

Elektromanyetik radyasyonun bir kişinin pratik yaşamındaki önemi fazla tahmin edilemez.

Elektromanyetik alanla ilgili Sovyet videosu:

İnsanlar üzerinde olası olumsuz etki

Yararlı olmakla birlikte, güçlü elektromanyetik radyasyon kaynakları aşağıdaki gibi semptomlara neden olabilir:

Tükenmişlik;

Baş ağrısı;

Mide bulantısı.

Belirli dalga türlerine aşırı maruz kalmak hasara neden olur iç organlar, merkezi gergin sistem, beyin. İnsan ruhundaki değişiklikler mümkündür.

EM dalgalarının insanlar üzerindeki etkisinin ilginç bir görünümü:

Bu tür sonuçlardan kaçınmak için, neredeyse dünyanın tüm ülkeleri elektromanyetik güvenliği yöneten standartlara sahiptir. Her radyasyon türünün kendi düzenleyici belgeleri vardır (hijyen standartları, radyasyon güvenliği standartları). Elektromanyetik dalgaların insanlar üzerindeki etkisi tam olarak anlaşılamamıştır, bu nedenle WHO, maruz kalmalarını en aza indirmeyi önermektedir.

), elektromanyetik alanı tanımlayan teorik olarak, bir vakumdaki elektromanyetik alanın kaynakların - yükler ve akımların yokluğunda var olabileceğini gösterdi. Kaynaksız alan, boşlukta ışık hızına eşit olan sonlu bir hızla yayılan dalgalar biçimine sahiptir: ile birlikte= 299792458 ± 1,2 m/sn. Elektromanyetik dalgaların boşlukta yayılma hızının önceden ölçülen ışık hızıyla çakışması, Maxwell'in ışığın elektromanyetik dalgalar olduğu sonucuna varmasını sağladı. Bu sonuç daha sonra ışığın elektromanyetik teorisinin temelini oluşturdu.

1888'de elektromanyetik dalgalar teorisi, G. Hertz'in deneylerinde deneysel onay aldı. Hertz, bir yüksek voltaj kaynağı ve vibratörler kullanarak (bkz. Hertz vibratör), bir elektromanyetik dalganın yayılma hızını ve uzunluğunu belirlemek için ince deneyler yapabildi. Elektromanyetik bir dalganın yayılma hızının, ışığın elektromanyetik doğasını kanıtlayan ışık hızına eşit olduğu deneysel olarak doğrulandı.