Sähkömagneettinen säteily tai EM-säteily on huomattava osa spektristä. Se on eräänlainen tapa kuljettaa energiaa avaruuden läpi. Eri muodot sähkömagneettinen energia sisältää pääasiassa tulesta tulevaa lämpöä, auringonvaloa, mikroaaltouunia keitettäessä, röntgensäteitä jne. Nämä energiamuodot ovat hyvin erilaisia toisistaan, mutta niillä on aaltomaisia ominaisuuksia. Esimerkiksi, jos käymme uimassa meressä, olet aikaisemmin tunnistettavissa aalloilla. Nämä aallot ovat vain ongelmia tietyllä kentällä ja johtavat värähtelyihin tai värähtelyihin. Samoin sähkömagneettiset aallot liittyvät toisiinsa, mutta ne ovat erillisiä ja koostuvat 222 aallosta, jotka värähtelevät 90 asteen kulmassa toisiinsa. Täydellinen EM-säteilyjoukko tunnetaan nimellä sähkömagneettinen spektri, ja se on jaettu eri osiin yksinkertaistamaan asioita, kuten radio, infrapuna, mikroaaltouuni UV-säteet, gammasäteet, röntgensäteet). Tämä on jatkuvaa ja loputonta.
Mikä on sähkömagneettinen spektri?
Termi sähkömagneettinen spektri voidaan määritellä koko sähkömagneettisen säteilyn jakautumiseksi aallon aallonpituuden ja taajuuden perusteella. Kaikki aallot voivat kuitenkin kulkea tyhjiössä valonopeudella laajalla taajuuksien, aallonpituuksien ja fotonienergian alueella. Tämä spektri sisältää kaiken sähkömagneettisen säteilyn etäisyyden sekä monia osa-alueita, joita kutsutaan yleensä osiksi, kuten UV-säteily, muuten näkyvä valo.
Spektrin eri osat mahdollistavat erilaiset nimet riippuen siihen liittyvien aaltojen emissiokäyttäytymisestä, siirrosta ja absorptiosta. Sähkömagneettisen spektrin taajuusalue matalasta korkeaan käsittää pääasiassa kaikki aallot, kuten radio, IR jne.
Koko sähkömagneettinen spektri alimmasta korkeimpaan taajuuteen käsittää pääasiassa kaiken radion infrapunasäteilyn, havaittavan valon, UV-säteilyn, röntgensäteet ja gammasäteet. Lähes kaikki aallonpituudet ja taajuudet käyttävät sähkömagneettista säteilyä, jota voidaan käyttää spektroskopiaan.
Aaltojen perusominaisuudet
Aaltojen perusominaisuuksiin kuuluvat pääasiassa amplitudi, aallonpituus ja taajuus. Tiedämme sen tosiasian, että valo voi koostua sähkömagneettisesta säteilystä, jota käsitellään usein kuin aaltoilmiötä. Aalto sisältää alimman pisteen, joka tunnetaan nimellä kaukalo, ja korkeimman pisteen, joka tunnetaan nimellä harja. amplitudi on pystysuora etäisyys harjan kallistuksen ja aallon keskiakselin välillä. Nämä ominaisuudet liittyivät pääasiassa aallon muuten kirkkauteen. Kahden peräkkäisen kaivon tai harjanteen välistä vaakasuoraa etäisyyttä kutsutaan aallonpituudeksi. Se on usein merkitty symbolilla λ (lambda).
Valon energia voidaan laskea tällä yhtälöllä E = h.c / λ
Yllä olevassa yhtälössä
’E’ on valon energia
'H' on Planckin vakio
”C” on valon nopeus
’Λ’ on aallonpituus
Siksi, kun aallonpituus kasvaa, valoenergia pienenee.
Koska taajuus (v) = c / λ
Yllä oleva yhtälö voidaan kirjoittaa muodossa E = h. v
Siksi kun taajuus kasvaa, valon energia kasvaa. Joten aallonpituuden ja taajuuden välinen suhde on kääntäen verrannollinen.
Sähkömagneettinen spektritaulukko
sähkömagneettisen säteilyn spektri voi johtua erilaisista säteistä, kuten IR, radio, UV, näkyvä, UV, röntgen jne sähkömagneettisen spektrin aallonpituudet on suurin aallonpituus, kun taas gammasäteillä on lyhin aallonpituusalue.
Alue | Radio | Mikroaaltouuni | Infrapuna | Näkyvä | Ultravioletti | Röntgensäteet | Gammasäteet |
Aallonpituus (angströmejä) | > 109 | 10910: een6 | 106- 7000 | 7000 - 4000 | 4000 - 10 | 10 - 0,1 | < 0,1 |
Aallonpituus (senttimetriä) | > 10 | 10 - 0,01 | 0,01 - 7 x 10-5 | 7 × 10-54 × 10: een5 | 4 × 10-510-7 | 10-710: een-9 | < 10-9 |
Taajuus (Hz) | <3x 109 | 3x 1093x 10: een12 | 3x 1012arvoon 4,3 x 1014 | 4,3 × 1014 että 7,5 × 1014 | 7,5 × 1014 että 3 × 1017 | 3 × 10173 × 10: een19 | > 3X109 |
| Energia (Koti) | <10-5 | 10-5 - 0,01 | 0,01 - 2 | 2 - 3 | 3 - 103 | 103 -105 | > 105 |
Suunniteltu sähkömagneettinen (EM) spektri, joka on esitetty yllä olevassa kuvassa. Näkyvä spektri on järjestetty keskelle pienemmistä ylempiin aallonpituuksiin vasemmasta oikealle -järjestyksessä. Siksi vasen näkyvä spektri on merkitty violetilla, kun taas oikea näkyvä spektri on merkitty punaisella. sähkömagneettisen spektrin kaavio näkyy alla.
sähkömagneettinen spektri
Vasemman suuntaan
UV-spektri (ultraviolettispektri)
Liikkuen enemmän kohti näkyvän spektrin vasenta puolta, se sijaitsee UV-alueella. Vaikka se ei ole havaittavissa ihmissilmälle, ja tämä UV-alue näkyy violettina, koska se on lähempänä spektrin violettia aluetta. UV-spektrin alue on välillä 10 - 400 nm.
Röntgensäteet
Aluksi siirryttäessä kohti UV-spektrin vasenta puolta meillä on röntgensäteet, jotka vaihtelevat välillä 0,01 nm - 10 nm. Tämä alue voidaan myös jakaa kahteen riippuen niiden tunkeutuvuudesta. Nämä ovat erittäin tunkeutuvia, ja niillä on ylivertainen energia ja aallonpituudet, jotka vaihtelevat välillä 0,01 - 0,1 nm.
Gammasäteet
Röntgensäteiden vasemmalle puolelle siirryttäessä meillä on kaikkein energisimmät säteet, kuten gammasäteet. Näiden säteiden säteily ei sisällä aallonpituuden pienempää reunaa, mutta niiden yläraja on 0,01 nm. Näiden säteiden energia ja tunkeutuvuus ovat erittäin korkeita.
Oikeiden suuntaan
IR-spektri (infrapunaspektri): Kun siirrymme kohti näkyvän spektrin oikeaa reunaa, meillä on IR-spektrialue. IR-spektri ei ole näkyvissä ultraviolettispektrin kanssa, mutta koska alue on lähempänä näkyvän spektrin punaista värialuetta, se nimetään infrapuna alueella. IR-spektrin aallonpituusalue on 780 nm - 1 mm. Tällainen taajuus jakautuu edelleen kolmeen alueeseen:
- Lähi-infrapunaspektri vaihtelee välillä 780 - 2500 nm.
- Keski-infrapunaspektri vaihtelee välillä 2500 nm - 10000 nm.
- Kauko-infrapunaspektri vaihtelee välillä 10000 nm - 1000 μm
Mikroaallot
Kun siirrymme kohti näkyvän spektrin oikeaa puolta, niin olemme mikroaallot . Mikroaaltojen aallonpituudet olisivat todennäköisesti mikrometrin alueella. Näiden aaltojen alue vaihtelee välillä 1 mm - 10 cm.
Radiotaajuus
Kun siirrymme kohti näkyvän spektrin oikeaa reunaa, meillä on radiotaajuusalue (RF). Radiotaajuusalue on päällekkäinen mikroaaltouunin alueen kanssa. Mutta se alkaa virallisesti 10 cm: stä.
Sähkömagneettisen spektrin käyttötarkoitukset / sovellukset
- Gammasäteitä käytetään vaahtokarkkien bakteerien tappamiseen ja lääkinnällisten laitteiden puhdistamiseen
- Röntgensäteitä käytetään kuvaluun rakenteiden skannaamiseen
- Ultraviolettivalo voi tarkkailla mehiläisiä, koska kukat voivat erottua näkyvästi tällä taajuudella
- Näkyvää valoa käytetään ihmisten katseluun maailmaa
- Infrapunaa käytetään laserleikkauksessa, yönäkö- ja lämpöantureissa,
- Mikroaaltouunia käytetään tutka- ja mikroaaltouuneissa
- Radioaaltoja käytetään radio- ja TV-lähetyksissä
Näin ollen kyse on kaikesta sähkömagneettinen spektri ja se sisältää joukon sähkömagneettisia aaltoja eri taajuuksilla. Mutta nämä ovat näkymättömiä ihmissilmille. Päivittäin, meitä suljetaan tämän tyyppisillä aaltoilla, koska kaikki altistuvat sekä magneettisille että sähkökentille työpaikalla tai kotona sähkön siirrosta ja kotitalouskoneiden, teollisten työkalujen tuottamisesta televiestintään ja lähetyksiin. Tässä on kysymys sinulle, mikä on sähkömagneettisen spektrin alue ?
