Elektromagnetické záření nebo EM záření je znatelnou součástí spektra. Je to jeden způsob cestování energií vesmírem. Různé formy elektromagnetické energie zahrnuje hlavně teplo z ohně, sluneční světlo, mikrovlnnou energii při vaření, paprsky z rentgenového záření atd. Tyto energetické formy se navzájem velmi liší, ale vykazují vlnové vlastnosti. Například, když se koupeme v moři, poznáte to dříve pomocí vln. Tyto vlny jsou problémem pouze v určitém poli a vedou k oscilacím nebo vibracím. Podobně jsou elektromagnetické vlny příbuzné, ale jsou oddělené a skládají se z 222 vln, které navzájem kmitají v úhlu 90 stupňů. Kompletní sada EM záření je známá jako elektromagnetické spektrum a je rozdělena do různých sekcí pro zjednodušení věcí, jako je rádiové, infračervené, mikrovlnná trouba , viditelné, UV záření, gama záření, rentgenové záření). To je konstantní a nikdy nekončící.
Co je elektromagnetické spektrum?
Termín elektromagnetické spektrum lze definovat jako distribuci celého elektromagnetického záření na základě vlnové délky a frekvence vlny. Všechny vlny však mohou cestovat ve vakuu rychlostí světla v širokém rozsahu frekvencí, vlnových délek a fotonových energií. Toto spektrum zahrnuje vzdálenost veškerého elektromagnetického záření a také mnoho dílčích rozsahů, které se obvykle nazývají části jako UV záření, jinak viditelné světlo.
Různé části spektra umožňují odlišná jména v závislosti na odlišnosti v emisním chování, přenosu a absorpci souvisejících vln. Kmitočtový rozsah elektromagnetického spektra od nízkého po vysoké zahrnuje hlavně všechny vlny, jako je rádio, IR atd.
Celé elektromagnetické spektrum od nejnižší po nejvyšší frekvenci zahrnuje hlavně veškeré rádiové IR záření, znatelné světlo, UV záření, rentgenové záření a gama záření. Téměř všechny vlnové délky a frekvence používají elektromagnetické záření, které lze využít pro spektroskopii.
Základní vlastnosti vln
Mezi základní vlastnosti vln patří zejména amplituda, vlnová délka a frekvence. Známe tuto skutečnost, že světlo může být složeno z elektromagnetického záření, které je často považováno za vlnový jev. Vlna zahrnuje nejnižší bod známý jako koryto a nejvyšší bod známý jako hřeben. The amplituda je svislá vzdálenost mezi sklonem hřebenu a střední osou vlny. Tyto vlastnosti souvisejí hlavně s intenzitou, jinak s jasem vlny. Vodorovná vzdálenost mezi dvěma po sobě jdoucími žlaby nebo hřebeny se nazývá vlnová délka. Často se označuje symbolem λ (lambda).
Pomocí této rovnice lze vypočítat energii světla E = h.c / λ
Ve výše uvedené rovnici
„E“ je energie světla
„H“ je Planckova konstanta
„C“ je rychlost světla
„Λ“ je vlnová délka
Když se tedy vlnová délka zvýší, sníží se světelná energie.
Protože frekvence (ν) = c / λ
Výše uvedenou rovnici lze zapsat jako E = h. ν
Když se tedy frekvence zvýší, energie světla se zvýší. Vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí je tedy nepřímo úměrný.
Tabulka elektromagnetického spektra
The spektrum elektromagnetického záření může nastat v důsledku různých paprsků, jako je IR, rádio, UV, viditelné, UV, rentgenové záření atd vlnové délky elektromagnetického spektra mají nejvyšší vlnovou délku, zatímco gama paprsky mají nejkratší rozsah vlnových délek.
Kraj | Rádio | Mikrovlnná trouba | Infračervený | Viditelné | Ultrafialový | Rentgenové paprsky | Gama paprsky |
Vlnová délka (Angstromy) | > 109 | 109do 106 | 106- 7 000 | 7 000 až 4 000 | 4 000 až 10 | 10 až 0,1 | < 0,1 |
Vlnová délka (centimetry) | > 10 | 10 až 0,01 | 0,01 až 7 x 10-5 | 7 × 10-5na 4 × 105 | 4 × 10-5do 10.-7 | 10-7do 10-9 | < 10-9 |
Frekvence (Hz) | <3x 109 | 3x 109až 3x 1012 | 3x 1012na 4,3 x 1014 | 4,3 × 1014 na 7,5 × 1014 | 7,5 × 1014 na 3 × 1017 | 3 × 1017až 3 × 1019 | > 3X109 |
| Energie (Domov) | <10-5 | 10-5 až 0,01 | 0,01 až 2 | 2 až 3 | 3 až 103 | 103 až105 | > 105 |
Plánuje se elektromagnetické (EM) spektrum, které je znázorněno na obrázku výše. Viditelné spektrum je uspořádáno ve středu od menších po horní vlnové délky v pořadí zleva doprava. Proto je levé viditelné spektrum označeno fialovou barvou, zatímco pravé viditelné spektrum červenou barvou. The diagram elektromagnetického spektra je zobrazen níže.
elektromagnetické spektrum
Ve směru levice
UV spektrum (ultrafialové spektrum)
Pohybuje se více směrem k levé straně viditelného spektra a leží v UV oblasti. I když to není pro lidské oko patrné, tato UV oblast se objeví ve fialové barvě, protože je blíže k fialové oblasti spektra. Rozsah UV spektra leží mezi 10 nm - 400 nm.
Rentgenové paprsky
Pohybem směrem k levé straně UV spektra máme zpočátku rentgenové paprsky, které se pohybují od 0,01 nm do 10 nm. Tuto oblast lze také rozdělit na dvě v závislosti na jejich proniknutelnosti. Jsou extrémně prostupné a mají vynikající energii a vlnové délky, které se pohybují od 0,01 nm do 0,1 nm.
Gama paprsky
Pohybující se směrem vlevo od rentgenových paprsků máme nejaktivnější paprsky, jako jsou paprsky gama. Záření těchto paprsků neobsahuje žádnou menší hranu vlnové délky, avšak jejich horní hranice leží na 0,01 nm. Energie a propustnost těchto paprsků jsou velmi vysoké.
Ve směru pravice
IR spektrum (infračervené spektrum): Když se pohybujeme směrem k pravé straně viditelného spektra, máme oblast IR spektra. Srovnatelné s ultrafialovým spektrem není IR spektrum viditelné, ale protože je oblast blíže oblasti červené barvy viditelného spektra, je pojmenována jako infračervené kraj. Rozsah vlnových délek infračerveného spektra se pohybuje od 780 nm do 1 mm. Tento druh spektra se dále dělí na tři regiony:
- Spektrum blízkého infračerveného záření se pohybuje od 780 nm do 2 500 nm.
- Střední infračervené spektrum se pohybuje od 2 500 nm do 10 000 nm.
- Daleko infračervené spektrum se pohybuje od 10 000 nm do 1 000 μm
Mikrovlny
Když se pohybujeme směrem k pravé straně viditelného spektra, pak máme mikrovlnami . Vlnové délky mikrovln by nejpravděpodobněji existovaly v rozsahu mikrometrů. Rozsah těchto vln se pohybuje od 1 mm do 10 cm.
Rádiové spektrum
Když se pohybujeme směrem k pravé straně viditelného spektra, máme oblast vysokofrekvenční (RF). Oblast rádiového spektra se překrývá s oblastí mikrovln. Oficiálně ale začíná na 10 cm.
Použití / aplikace elektromagnetického spektra
- Gama paprsky se používají k zabíjení bakterií v marshmallows a k sanitaci lékařského vybavení
- Rentgenové paprsky se používají ke skenování struktur obrazové kosti
- Ultrafialové světlo může pozorovat včely, protože květiny mohou při této frekvenci viditelně vystupovat
- Viditelné světlo se používá k prohlížení světa lidmi
- Infračervené záření se používá při laserovém řezání kovů, nočním vidění a tepelných senzorech,
- Mikrovlnná trouba se používá v radaru a mikrovlnné troubě
- Rádiové vlny se používají v rozhlasovém a televizním vysílání
Jedná se tedy o vše o elektromagnetické spektrum a zahrnuje sadu elektromagnetických vln v různých frekvencích. Ale ty jsou pro lidské oči neviditelné. Denně jsme těmito typy vln uzavřeni, protože každý je vystaven magnetickým i elektrickým polím na pracovišti nebo doma, od přenosu elektřiny a výroby domácích strojů, průmyslových nástrojů až po telekomunikace a vysílání. Zde je otázka pro vás, co je to rozsah elektromagnetického spektra ?
