Caracteristicile radiației electromagnetice
Principalele caracteristici ale radiației electromagnetice este considerat a fi frecventa, lungimea de undă și de polarizare. Lungimea de undă depinde de viteza de propagare a radiației. Viteza de grup de propagare a radiației electromagnetice în vid egală cu viteza luminii. în alte medii această viteză este mai mică. Viteza de fază a radiației electromagnetice în vid și viteza luminii în diferite medii, poate fi atât mai puțin și mai mare decât viteza luminii (principiul viteza maximă a luminii nu este deranjat, deoarece, în orice caz, rata de transfer de energie, iar informațiile nu depășește viteza luminii).
Electrodynamica se referă la descrierea proprietăților și parametrilor radiațiilor electromagnetice.
Există diferite teorii care fac posibilă modelarea și studierea proprietăților și a manifestărilor radiației electromagnetice. Cel mai fundamental dintre acestea este electrodynamica cuantică. din care prin unele simplificări se poate obține, în principiu, toate teoriile enumerate mai jos, care au o largă aplicare în domeniile lor. Pentru a descrie radiația electromagnetică de frecvență relativ scăzută într-un domeniu macroscopic de utilizare, de obicei electrodinamică clasice. pe baza ecuațiilor Maxwell. și există simplificări în aplicațiile aplicate. Pentru radiații optice (până la razele X) se utilizează elemente optice (în special, optică val când dimensiunile unor părți ale sistemului optic aproape de lungimi de unda, optica cuantică atunci când procesele esențiale ale absorbției, radiație și împrăștierea de fotoni;. Optica geometrice - limitarea caz de optica val,. când lungimea de undă a radiației poate fi neglijată). Gama radiațiilor este cel mai adesea obiectul fizicii nucleare. din alte poziții, se studiază efectul radiației electromagnetice în radiologie.
Unele caracteristici ale undelor electromagnetice din punct de vedere al teoriei oscilațiilor și conceptelor de electrodinamică:
- prezența a trei vectori reciproc perpendiculari (în vid): vectorul de undă. vectorul intensității câmpului electric E și câmpul magnetic al câmpului magnetic H.
- Undele electromagnetice - un val transversal în care vectorul intensității câmpurilor electrice și magnetice oscilează perpendicular pe direcția de propagare a undei, dar acestea diferă în mod substanțial de valuri de apa, iar sunetul care pot fi transferate de la sursă la receptor, inclusiv prin vacuum.
Ranguri de radiații electromagnetice
Radiațiile electromagnetice sunt în general împărțite în benzile de frecvență (vezi tabelul). Între intervale nu există tranziții abrupte, uneori se suprapun, iar granițele dintre ele sunt arbitrare. Deoarece viteza de propagare a radiației este constantă, frecvența oscilațiilor sale este strâns legată cu lungimea de undă în vid.
mai mult de 6 × 10 19 Hz
Procesele nucleare și spațiale, dezintegrarea radioactivă.
Radiație electromagnetică ionizantă. Acest grup include in mod traditional raze X si raze gamma, cu toate că, strict vorbind, pot ioniza atomii și radiațiile ultraviolete, chiar și lumina vizibilă. Limitele regiunilor cu raze X și gamma-ray pot fi determinate numai condiționat. Pentru orientarea generală se poate presupune că energia fotonilor cu raze X în eV gama 20 - 0.1 MeV. iar energia radiațiilor gamma este mai mare de 0,1 MeV. Într-un sens restrâns, radiația gamma emisă de nucleu, iar X - învelișul de electroni atomic al unui electron este scos din orbite joase, deși această clasificare nu se aplică radiațiilor greu generate fără participarea atomilor și nucleelor (de exemplu, sincrotron sau bremsstrahlung).
Datorită valorilor mari de propagare a undei λ pot fi luate în considerare, fără a lua în considerare structura atomistă a mediului. Excepția este numai cele mai scurte unde radio adiacente părții infraroșii a spectrului. La radio slab afectat și proprietățile cuantice de emisie, deși încă mai trebuie să ia în considerare, în special, în descrierea de lasere și amplificatoare în benzile de centimetri și milimetri și standardele moleculare de frecvență și timp, cu un aparat de răcire la o temperatură de câteva grade Kelvin.
Undele radio apar atunci când curentul AC curge prin conductoarele frecvenței corespunzătoare. În schimb, un val electromagnetic care trece prin spațiu excită un curent alternativ corespunzător acestuia în conductă. Această proprietate este folosită în radiotehnică la proiectarea antenelor.
Sursele naturale de valuri din această gamă sunt furtuni. Se crede că acestea sunt, de asemenea, sursa undelor electromagnetice Schumann.
O prismă transparentă descompune un fascicul de alb în razele sale constitutive.
radiații vizibile, infraroșii și ultraviolete este așa numita parte optică a spectrului în cel mai larg sens al cuvântului. Izolarea acestei regiuni se datorează nu numai apropierea porțiunilor relevante ale spectrului. dar similitudinea echipamentelor utilizate pentru cercetare și dezvoltate istoric, în principal, în studiul luminii vizibile (lentile și oglinzi pentru a focaliza prisma radiațiilor. rețele de difracție. dispozitive de interferență pentru studierea compoziției spectrale a luminii și așa mai departe.).
Frecvențele undelor din regiunea optică a spectrului sunt deja comparabile cu frecvențele naturale ale atomilor și moleculelor. și lungimea lor - cu dimensiuni moleculare și distanțe intermoleculare. Din acest motiv, fenomenele cauzate de structura atomică a materiei devin semnificative în acest domeniu. Din același motiv, împreună cu valul, apar și proprietăți cuantice ale luminii.
Cea mai faimoasă sursă de radiație optică este Soarele. Suprafața sa (fotosfera) este încălzit la o temperatură de 6000 de grade și strălucește lumină albă (spectru maximă continuă de lumină solară este în regiunea „verde“ de 550 nm, și unde sensibilitatea maximă a ochiului). Tocmai pentru că ne-am născut lângă o astfel de stea. această parte a spectrului de radiații electromagnetice este percepută direct de simțurile noastre.
Radiația domeniului optic apare, în special, atunci când corpurile sunt încălzite (radiația infraroșie este numită și termică) datorită mișcării termice a atomilor și moleculelor. Cu cât corpul este mai puternic încălzit, cu atât este mai mare frecvența la care este localizat cel mai mare spectru de emisie (a se vedea Legea deplasării Wien). Cu o anumită încălzire, corpul începe să lumineze în zona vizibilă (ardere), mai întâi în roșu, apoi în galben și așa mai departe. Dimpotrivă, radiația spectrului optic exercită un efect termic asupra corpurilor (a se vedea Bolometria).
Radiațiile optice pot fi create și înregistrate în reacții chimice și biologice. Una dintre cele mai cunoscute reacții chimice, care sunt receptorul radiației optice, este utilizată în fotografie. Sursa de energie pentru majoritatea lucrurilor vii de pe Pământ este fotosinteza, o reacție biologică care are loc în plante sub acțiunea radiației optice de la soare.
În domeniul radiației X și al radiației gamma, proprietățile cuantice ale radiațiilor sunt de importanță primordială. Radiația cu raze X are loc atunci când se frânge particule încărcate rapid (protoni de electroni etc.), precum și ca urmare a proceselor care apar în interiorul carcaselor de electroni ale atomilor. Gama de radiații apare ca urmare a proceselor care apar în interiorul nucleelor atomice. precum și ca rezultat al transformării particulelor elementare. De asemenea, apare în timpul decelerării particulelor încărcate rapid.
Caracteristicile radiației electromagnetice de diferite intervale
Propagarea undelor electromagnetice, dependența de timp a câmpurilor electrice și magnetice, determinarea tipului de valuri (plat, sferic etc.), tipul de polarizare și alte caracteristici depind de sursa de radiație și de proprietățile mediului.
Radiațiile electromagnetice de frecvențe diferite interacționează cu materia, de asemenea, în moduri diferite. Procesele de radiație și de absorbție a undelor radio pot fi descrise, de obicei, folosind relațiile electrodinamicii clasice; dar pentru valurile din domeniul optic și, în special, a razelor dure, este necesar să se țină seama de natura lor cuantică.
Istoria cercetării
Existența radiațiilor electromagnetice teoretic prezise de fizicianul englez Faraday în 1832.
În 1865, fizicianul englez J. Maxwell a calculat teoretic viteza undelor electromagnetice într-un vid.
În 1888, fizicianul german Hertz a confirmat prin experiență teoria lui Maxwell. Este interesant faptul că Hertz nu a crezut în existența acestor valuri și și-a desfășurat experiența pentru a respinge concluziile lui Maxwell.
Siguranță electromagnetică
radiațiilor electromagnetice la anumite niveluri pot avea un impact negativ asupra organismului uman, animale și alte ființe vii, așa cum afectează și negativ funcționarea aparatelor electrice. Diferite tipuri de radiații neionizante (câmpuri electromagnetice EMF) au diferite efecte fiziologice. În practică variază câmpul magnetic izolat (cvasi-continuu și, în impulsuri) RF și microunde radiație, radiații laser, câmpuri electrice și magnetice ale frecvenței industriale a echipamentului de înaltă tensiune, radiații cu microunde, etc ..
Efectul asupra ființelor vii
Există standarde igienice naționale și internaționale pentru nivelurile CEM, în funcție de domeniu, pentru zona rezidențială și la locul de muncă.
Domeniul optic
Există standarde igienice de iluminare; De asemenea, sunt dezvoltate standarde de siguranță pentru radiațiile laser.
Undele radio
Nivelurile admise de radiații electromagnetice (densitatea de flux a energiei electromagnetice) sunt reflectate în standarde. care sunt stabilite de autoritățile competente de stat, în funcție de gama de CEM. Aceste norme pot fi semnificativ diferite în diferite țări.
În Rusia există SanPiN 2.2.4.1191-03 câmpuri electromagnetice în mediul de lucru, la locul de muncă. reguli și norme sanitar-epidemiologice. GDR și standardele de igienă (RC) 5803-91 (DNAOP 0.03-3.22-91) Limite (RC) ale câmpurilor electromagnetice de bandă de frecvență 10-60 kHz (EMF) Industrial 50 Hz putere [2], [3]
- Nivelurile admisibile de emisii ale stațiilor de bază ale comunicațiilor mobile (900 și 1800 MHz, nivelul total din toate sursele) în zona rezidențială sanitară în unele țări variază considerabil:
Penetrarea radiațiilor neionizante
Standardele admise sunt reglementate de standardele de siguranță a radiațiilor - NRB-99.
Influența asupra dispozitivelor radiotehnice
Există organisme administrative și de supraveghere - inspecție la radio (în Ucraina, de exemplu, Ukrchastotnadzor), care reglementează alocarea benzilor de frecvență pentru utilizatori diferiți, conformitatea cu benzile alocate, urmărește utilizarea ilegală a radio.
literatură
notițe
Urmăriți ce este "valul electromagnetic" în alte dicționare:
val electromagnetic - 06.01.06 val electromagnetic [val electromagnetic]: o undă caracterizată prin propagarea unui câmp electromagnetic care variază în timp. Notă Valul electromagnetic apare ca urmare a schimbării încărcăturilor electrice sau ... ... Dicționar-termeni de referință ai documentației normative și tehnice
unde electromagnetice - elektromagnetinė banga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. unde electromagnetice vok. elektromagnetische Welle, f rus. unde electromagnetice, f pranc. onde électromagnétique, f ... Fizikos terminų žodynas
unde electromagnetice - câmpul electromagnetic de răspândire ... Dicționar terminologic politehnic
undă electromagnetică transversală - Т wave Ндп. Undă TEM Undă electromagnetică, ale cărei vectori de intensitate a câmpului electric și magnetic se află într-un plan perpendicular pe direcția propagării. [GOST 18238 72] Undă TEM nevalabilă, nerecomandată Temele liniei ... Directorul traducătorului tehnic
Undă electromagnetică transversală - 14. Undă electromagnetică transversală Т wave Ндп. val TEM electromagnetice vectori de undă ale câmpurilor electrice și magnetice care se află într-un plan perpendicular pe direcția de propagare Sursa: GOST 18238 72: Linii ... ... Dicționar de termeni de documentație tehnică standard,
unde electromagnetice încrucișate - skersinė elektromagnetinė banga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Val TEM; transverse electromagnetic wave vok. TEM Welle, f; transversalelektromagnetische Welle, f rus. TEM val, f; transversal, unde electromagnetice, f pranc. onde ... ... Fizikos terminų žodynas
O undă electromagnetică transversală - 1. Vectori undelor electromagnetice ale câmpurilor electrice și magnetice care se află într-un plan perpendicular pe direcția de propagare folosit în documentul: GOST 18238 72 linii de transmisie ultraînaltă frecvență. Termeni și ... ... Dicționar de telecomunicații
hibrid electromagnetic de unde - mišrioji elektromagnetinė banga statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. hibrid electromagnetic val vok. gemischte elektromagnetische Welle, f rus. unde electromagnetice hibride, f pranc. onde électromagnétique hybride, f ... Radioelektronikos terminų žodynas
- Helicon (fizica). Jesse Russell. Această carte va fi realizată în conformitate cu comanda dvs. privind tehnologia Print-on-Demand. Conținut de înaltă calitate prin articole WIKIPEDIA! Helikon (alte carcase din ... Mai multe informatii Cumpara pentru 998 руб