Ang hanay ng mga frequency na ibinubuga ng mga electromagnetic wave ay napakalaki. Ito ay tinutukoy ng lahat ng posibleng mga frequency ng oscillations ng mga sisingilin na particle. Ang ganitong mga pagbabago ay nangyayari sa alternating current sa mga linya ng kuryente, antenna ng mga istasyon ng radyo at telebisyon, mga mobile phone, radar, laser, maliwanag na maliwanag at fluorescent lamp, radioactive na elemento, x-ray machine. Ang frequency range ng electromagnetic waves na naitala sa kasalukuyang panahon ay umaabot mula 0 hanggang 3*10 22 Hz. Ang hanay na ito ay tumutugma sa spectrum (mula sa Latin spectrum vision, imahe) ng mga electromagnetic wave na may wavelength λ na nag-iiba mula 10 - 14 m hanggang infinity. Haba ng daluyong λ= c/ν, kung saan ang c=3*10 8 m/s ay ang bilis ng liwanag, at ang ν ay ang dalas. Sa fig. Ipinapakita ng 1.1 ang itinuturing na spectrum ng electromagnetic waves.
kanin. 1.1 Spectrum ng electromagnetic radiation
Ang mga radio wave na may iba't ibang frequency ay kumakalat nang iba sa loob ng Earth at sa outer space at, samakatuwid, nakakahanap ng iba't ibang mga aplikasyon sa mga komunikasyon sa radyo at sa siyentipikong pananaliksik. Isinasaalang-alang ang mga katangian ng pagpapalaganap, henerasyon, kaugalian na hatiin ang buong hanay ng mga radio wave sa pamamagitan ng wavelength (o dalas) na may kondisyon sa labindalawang saklaw. Ang paghahati ng mga radio wave sa mga hanay sa mga komunikasyon sa radyo ay itinatag ng mga internasyonal na regulasyon sa radyo. Ang bawat hanay ay tumutugma sa isang frequency band mula 0.3*10 N hanggang 3*10 N , kung saan ang N ay ang range number. Sa isang ibinigay na hanay ng frequency N, tanging isang may hangganang bilang ng mga istasyon ng radyo na hindi nakakasagabal sa isa't isa ang makikita. Ang numerong ito, na tinatawag na channel capacity, ay tinukoy bilang:
m=(3*10N - 0.3*10N)/Δf
kung saan ang Δf ay ang frequency band ng signal ng radyo.
Hayaan ang bandwidth ng analog television signal (TV) ay 8 MHz, isinasaalang-alang ang mga guard gaps, kukuha kami ng Δf=10 MHz, pagkatapos ay sa meter band (N=8) ang bilang ng mga TV channel ay magiging 27. Sa ilalim sa parehong mga kondisyon sa decimeter band, ang bilang ng mga channel ay tataas sa 270. Ito ay isa sa mga pangunahing dahilan para sa pagnanais na makabisado ang mas mataas na mga frequency. Ang mga halimbawa ng paghahati sa mga pinakaginagamit na hanay at lugar ng kanilang paggamit ay ipinapakita sa Talahanayan 1.1.
| N | Pagtatalaga | Bandwidth | Haba ng daluyong, m | Pangalan ng saklaw | Lugar ng aplikasyon |
| 4 | VLF Napakababa ng mga frequency | 3…30 kHz | 10 5 …10 4 | Meriametric | Komunikasyon sa buong mundo at sa malalayong distansya. Pag-navigate sa radyo. Mga komunikasyon sa ilalim ng tubig |
| 5 | LF Mababang frequency | 30…300 kHz | 10 4 …10 3 | Kilometro | Long distance na komunikasyon, frequency at time reference stations, longwave broadcast |
| 6 | MF Mga mid frequency | 300…3000 kHz | 10 3 …10 2 | Hectameter | Katamtamang alon na lokal at rehiyonal na pagsasahimpapawid. mga komunikasyon sa barko |
| 7 | HF Mataas na frequency | 3…30 MHz | 100…10 | Dekametro | Komunikasyon sa malalayong distansya at shortwave broadcasting |
| 8 | VHF Napakataas na frequency | 30…300 MHz | 10…1 | Metro | Komunikasyon sa loob ng linya ng paningin. Koneksyon sa mobile. TV at FM na pagsasahimpapawid. RRL |
| 9 | UHF napakataas na frequency | 300…3000 MHz | 1…0,1 | desimetro | VHF. Komunikasyon sa loob ng linya ng paningin at mga mobile na komunikasyon. broadcast sa TV. RRL |
| 10 | microwave Mga napakataas na frequency | 3…30 GHz | 0,1…0,01 | sentimetro | VHF. RRL. Radar. Mga sistema ng komunikasyon sa satellite |
| 11 | EHF Matinding mataas na frequency | 30…300 GHz | 0,01…0,001 | milimetro | VHF. Inter-satellite na komunikasyon at microcellular radiotelephone na komunikasyon |
Isaalang-alang natin sa madaling sabi ang mga hangganan ng mga saklaw ng mga wavelength (mga frequency) sa spectrum ng mga electromagnetic wave sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng dalas ng radiation, at ipahiwatig din ang mga pangunahing mapagkukunan ng radiation sa kaukulang saklaw.
Ang mga sound frequency wave ay nangyayari sa frequency range mula 0 hanggang 2*10 4 Hz (λ = 1.5*10 4 ÷ ∞ m). Ang pinagmulan ng mga sound frequency wave ay isang alternating current ng kaukulang frequency. Dahil ang intensity ng electromagnetic wave radiation ay proporsyonal sa ikaapat na kapangyarihan ng frequency, ang radiation ng naturang medyo mababang frequency ay maaaring mapabayaan. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang 50 Hz AC line emission ay madalas na napapabayaan.
Sinasakop ng mga radio wave ang frequency range 2*10 4 - 10 9 Hz (λ = 0.3 - 1.5*10 4 m). Ang pinagmulan ng mga radio wave, pati na rin ang mga wave ng sound frequency, ay alternating current. Gayunpaman, ang mataas na dalas ng mga radio wave kumpara sa mga wave ng sound frequency ay humahantong sa isang kapansin-pansing radiation ng mga radio wave sa nakapalibot na espasyo. Pinapayagan nito ang mga ito na magamit upang magpadala ng impormasyon sa isang malaking distansya (broadcasting, telebisyon (TV)), radar, radio navigation, radio control system, radio relay lines (RRL), cellular communication system, propesyonal na mobile communication system - trunking system, mobile satellite communication system, wireless telephone communication system (radio extenders), atbp.
Ang microwave radiation, o microwave radiation, ay nangyayari sa frequency range 10 9 - 3 * 10 n Hz (λ = 1 mm - 0.3 m). Ang pinagmulan ng microwave radiation ay isang pagbabago sa direksyon ng pag-ikot ng valence electron ng isang atom o ang bilis ng pag-ikot ng mga molecule ng isang substance. Dahil sa transparency ng atmospera sa hanay na ito, ginagamit ang radiation ng microwave para sa mga komunikasyon sa espasyo. Bilang karagdagan, ang radiation na ito ay ginagamit sa mga microwave oven ng sambahayan.
Sinasakop ng infrared (IR) radiation ang frequency range 3*10 11 - 3.85*10 14 Hz (λ = 780 nm - 1 mm). Ang IR radiation ay natuklasan noong 1800 ng English astronomer na si William Herschel. Sa pag-aaral ng pagtaas ng temperatura ng isang thermometer na pinainit ng nakikitang liwanag, natagpuan ni Herschel ang pinakamalaking pag-init ng thermometer sa labas ng nakikitang liwanag na rehiyon (lampas sa pulang rehiyon). Ang invisible radiation, na ibinigay sa lugar nito sa spectrum, ay tinawag na infrared.
Ang pinagmulan ng infrared radiation ay ang panginginig ng boses at pag-ikot ng mga molekula ng bagay, samakatuwid, ang mga IR electromagnetic wave ay nagpapalabas ng mga pinainit na katawan, ang mga molekula na kung saan ay gumagalaw lalo na nang masinsinan. Ang IR radiation ay madalas na tinutukoy bilang thermal radiation. Humigit-kumulang 50% ng enerhiya ng Araw ay ibinubuga sa infrared. Ang maximum na intensity ng radiation ng katawan ng tao ay bumaba sa isang wavelength na 10 microns. Ang pag-asa ng intensity ng IR radiation sa temperatura ay ginagawang posible upang masukat ang temperatura ng iba't ibang mga bagay, na ginagamit sa mga night vision device, pati na rin kapag nakita ang mga dayuhang pormasyon sa gamot. Ang remote control ng TV at VCR ay isinasagawa gamit ang infrared radiation.
Ang hanay na ito ay ginagamit upang magpadala ng impormasyon sa mga optical quartz fibers. Tantyahin natin, tulad ng para sa mga radio wave, ang lapad ng optical range.
Hayaang magbago ang optical range mula λ1 = 1200 nm hanggang λ2=1620 nm. Pag-alam sa halaga ng bilis ng liwanag sa vacuum c \u003d 2.997 * 10 8 m / s, (bilugan 3 * 10 8 m / s) mula sa formula f=c/λ, para sa λ1 at λ2 nakukuha natin ang f1 = 250 THz at f2 = 185 THz, ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, ang agwat sa pagitan ng mga frequency ΔF = f1 - f2 = 65 THz. Para sa paghahambing: ang buong frequency range mula sa audio range hanggang sa itaas na frequency ng microwave range ay 30 GHz lang, at ultra microwave ay 300 GHz, i.e. 2000 - 200 beses na mas maliit kaysa sa optical.
Ang nakikitang liwanag ay ang tanging hanay ng mga electromagnetic wave na nakikita ng mata ng tao. Ang mga light wave ay sumasakop sa isang medyo makitid na saklaw: 380-780 nm (λ = 3.85 * 10 14 - 7.89 * 10 14 Hz).
Ang pinagmumulan ng nakikitang liwanag ay mga valence electron sa mga atomo at molekula na nagbabago ng kanilang posisyon sa kalawakan, pati na rin ang mga libreng singil na gumagalaw sa isang pinabilis na bilis. Ang bahaging ito ng spectrum ay nagbibigay sa isang tao ng maximum na impormasyon tungkol sa mundo sa paligid niya. Sa mga tuntunin ng mga pisikal na katangian nito, ito ay katulad ng iba pang mga saklaw ng spectrum, na isang maliit na bahagi lamang ng spectrum ng mga electromagnetic wave. Ang pinakamataas na sensitivity ng mata ng tao ay bumaba sa wavelength λ= 560 nm. Ang haba ng daluyong ito ay nagsasaalang-alang din para sa pinakamataas na intensity ng solar radiation at sa parehong oras ang pinakamataas na transparency ng kapaligiran ng Earth.
Sa kauna-unahang pagkakataon, isang artipisyal na mapagkukunan ng liwanag ang natanggap ng siyentipikong Ruso na si A.N. Lodygin noong 1872, na dumadaan sa isang electric current sa pamamagitan ng isang carbon rod na inilagay sa isang saradong sisidlan kung saan ang hangin ay nabomba palabas, at noong 1879 ang Amerikanong imbentor na si T.A. Gumawa si Edison ng medyo matibay at maginhawang disenyo ng lamp na maliwanag na maliwanag.
Mayroong ilang mga uri ng electromagnetic radiation, mula sa mga radio wave hanggang sa gamma ray. Ang mga electromagnetic ray ng lahat ng uri ay nagpapalaganap sa isang vacuum sa bilis ng liwanag at naiiba sa bawat isa lamang sa kanilang mga wavelength.
1859 spectroscopy
1864 Mga equation ni Maxwell
1864 SPECTRUM
ELECTROMAGNETIC RADIATION
1900 radiation
itim na katawan
Matapos ang pagdating ng mga equation ni Maxwell, naging malinaw na hinuhulaan nila ang pagkakaroon ng isang natural na kababalaghan na hindi alam ng agham - ang mga transverse electromagnetic wave, na mga oscillations ng magkakaugnay na electric at magnetic field na nagpapalaganap sa kalawakan sa bilis ng liwanag. Si James Clark Maxwell mismo ang unang nagturo sa komunidad ng siyensiya ng kahihinatnan na ito mula sa sistema ng mga equation na kanyang hinango. Sa repraksyon na ito, ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave sa vacuum ay naging isang mahalaga at pangunahing unibersal na pare-pareho na ito ay itinalaga ng isang hiwalay na titik c, sa kaibahan sa lahat ng iba pang mga bilis, na karaniwang tinutukoy ng letrang v.
Nang magawa ang pagtuklas na ito, agad na natukoy ni Maxwell na ang nakikitang liwanag ay "lamang" ng iba't ibang electromagnetic waves. Sa oras na iyon, ang mga wavelength ng liwanag sa nakikitang bahagi ng spectrum ay kilala - mula 400 nm (violet rays) hanggang 800 nm (red rays). (Ang nanometer ay isang yunit ng haba na katumbas ng isang bilyong bahagi ng isang metro, na pangunahing ginagamit sa atomic at ray physics; 1 nm = 10 -9 m.) Ang lahat ng mga kulay ng bahaghari ay tumutugma sa iba't ibang mga wavelength na nasa loob ng mga ito. makitid na limitasyon. Gayunpaman, ang mga equation ni Maxwell ay naglalaman ng walang mga paghihigpit sa posibleng hanay ng mga electromagnetic wavelength. Nang maging malinaw na ang mga electromagnetic wave na may iba't ibang haba ay dapat na umiral, sa katunayan, isang paghahambing ay agad na iniharap tungkol sa katotohanan na ang mata ng tao ay nakikilala ang isang makitid na banda ng kanilang mga haba at mga frequency: ang isang tao ay inihalintulad sa isang tagapakinig ng isang konsiyerto ng symphony, na ang pandinig ay may kakayahang kunin lamang ang isang bahagi ng biyolin, hindi makilala ang lahat ng iba pang mga tunog.
Di-nagtagal pagkatapos ng hula ni Maxwell sa pagkakaroon ng mga electromagnetic wave sa iba pang mga saklaw ng spectrum, sumunod ang isang serye ng mga pagtuklas, na nagpapatunay sa kanyang kawastuhan. Ang mga radio wave ang unang natuklasan noong 1888 ng German physicist na si Heinrich Hertz (1857-1894). Ang tanging pagkakaiba sa pagitan ng mga radio wave at liwanag ay ang mga radio wave ay maaaring may haba mula sa ilang decimeter hanggang libu-libong kilometro. Ayon sa teorya ni Maxwell, ang sanhi ng mga electromagnetic wave ay ang pinabilis na paggalaw ng mga singil sa kuryente. Ang mga oscillation ng mga electron sa ilalim ng impluwensya ng isang alternating electrical voltage sa antenna ng isang radio transmitter ay lumilikha ng mga electromagnetic wave na nagpapalaganap sa atmospera ng lupa. Ang lahat ng iba pang mga uri ng electromagnetic wave ay lumitaw din bilang isang resulta ng iba't ibang uri ng pinabilis na paggalaw ng mga singil sa kuryente.
Tulad ng mga light wave, ang mga radio wave ay maaaring maglakbay ng malalayong distansya sa atmospera ng daigdig nang halos walang pagkawala, na ginagawa silang pinakakapaki-pakinabang na mga carrier ng naka-code na impormasyon. Nasa simula ng 1894 - mahigit limang taon lamang pagkatapos ng pagtuklas ng mga radio wave - ang Italyano na pisiko na si Gul-elmo Marconi (1874-1937) ay nagdisenyo
10" 10" 10* 10" 1
10 10* 10*
1SG 5 10* 10"" 10^ 10*
- 10"" X-ray
sinag - 10 -i*
- 10""
- 10"
- 1(G"
- 1<Г"
gamma ray
Ang mga electromagnetic wave ay bumubuo ng tuluy-tuloy na spectrum ng mga wavelength at energies (frequencies), na nahahati sa mga conditional range - mula sa mga radio wave hanggang sa gamma ray
ang unang gumaganang wireless telegraph - ang prototype ng modernong radyo - kung saan siya ay iginawad sa Nobel Prize noong 1909.
Matapos ang pagkakaroon ng mga electromagnetic wave sa labas ng nakikitang spectrum, na hinulaan ng mga equation ni Maxwell, ay unang nakumpirma sa eksperimento, ang natitirang mga niches ng spectrum ay napuno nang napakabilis. Ngayon, ang mga electromagnetic wave ng lahat ng mga saklaw ay natuklasan nang walang pagbubukod, at halos lahat ng mga ito ay nakakahanap ng malawak at kapaki-pakinabang na aplikasyon sa agham at teknolohiya. Ang mga frequency ng mga alon at ang mga energies ng katumbas na dami ng electromagnetic radiation (tingnan ang bar constant) ay tumataas nang bumababa ang wavelength. Ang kabuuan ng lahat ng electromagnetic wave ay bumubuo sa tinatawag na tuloy-tuloy na spectrum ng electromagnetic radiation. Ito ay nahahati sa mga sumusunod na hanay (sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng dalas at pagbaba ng wavelength):
mga radio wave
Tulad ng nabanggit na, ang mga alon ng radyo ay maaaring mag-iba nang malaki sa haba - mula sa ilang sentimetro hanggang daan-daan at kahit libu-libong kilometro, na maihahambing sa radius ng globo (mga 6400 km). Ang mga alon ng lahat ng mga radio band ay malawakang ginagamit sa teknolohiya - ang decimeter at ultrashort meter wave ay ginagamit para sa telebisyon at radyo na pagsasahimpapawid sa frequency modulated ultrashort waves (VHF / BYU), na nagbibigay ng mataas na kalidad na pagtanggap ng signal sa loob ng zone ng direktang pagpapalaganap ng alon. Ang mga radio wave ng hanay ng metro at kilometro ay ginagamit para sa pagsasahimpapawid at komunikasyon sa radyo sa malalayong distansya gamit ang amplitude modulation (AM), na, bagaman sa kapinsalaan ng kalidad ng signal, tinitiyak ang paghahatid nito sa mga arbitraryong malalayong distansya sa loob ng Earth dahil sa pagmuni-muni ng mga alon mula sa ionosphere ng planeta. Gayunpaman, ngayon ang ganitong uri ng komunikasyon ay nagiging isang bagay ng nakaraan dahil sa pag-unlad ng mga komunikasyon sa satellite. Ang mga alon ng hanay ng decimeter ay hindi maaaring lumibot sa abot-tanaw ng mundo tulad ng mga wave ng metro, na naglilimita sa lugar ng pagtanggap sa isang direktang lugar ng pagpapalaganap, na, depende sa taas ng antenna at kapangyarihan ng transmitter, ay umaabot mula sa ilang hanggang ilang sampu-sampung kilometro. At dito sumagip ang mga satellite repeater, na ginagampanan ang papel ng mga radio wave reflector, na ginagampanan ng ionosphere na may kaugnayan sa mga meter wave.
Microwave
Ang mga microwave at radio wave sa hanay ng microwave (SHF) ay may haba na 300 mm hanggang 1 mm. Ang mga centimeter wave, tulad ng decimeter at meter radio wave, ay halos hindi nasisipsip ng atmospera at samakatuwid ay malawakang ginagamit sa mga satellite.
kovoy at cellular na komunikasyon at iba pang sistema ng telekomunikasyon. Ang laki ng isang tipikal na satellite dish ay katumbas lamang ng ilang wavelength ng naturang mga alon.
Ang mga mas maiikling microwave ay mayroon ding maraming aplikasyon sa industriya at sa tahanan. Sapat na banggitin ang mga microwave oven, na ngayon ay nilagyan ng parehong mga pang-industriya na panaderya at kusina sa bahay. Ang operasyon ng microwave oven ay batay sa mabilis na pag-ikot ng mga electron sa isang aparato na tinatawag na klystron. Bilang resulta, ang mga electron ay naglalabas ng mga electromagnetic microwave ng isang tiyak na dalas, kung saan madali silang hinihigop ng mga molekula ng tubig. Kapag naglagay ka ng pagkain sa microwave, ang mga molekula ng tubig sa pagkain ay sumisipsip ng enerhiya ng mga microwave, gumagalaw nang mas mabilis, at sa gayon ay pinainit ang pagkain. Sa madaling salita, hindi tulad ng isang maginoo na oven o oven, kung saan ang pagkain ay pinainit mula sa labas, ang isang microwave oven ay nagpapainit nito mula sa loob.
infrared rays
Ang bahaging ito ng electromagnetic spectrum ay kinabibilangan ng radiation na may wavelength mula 1 millimeter hanggang walong libong atomic diameters (mga 800 nm). Nararamdaman ng isang tao ang mga sinag ng bahaging ito ng spectrum nang direkta sa balat - bilang init. Kung iunat mo ang iyong kamay sa direksyon ng isang apoy o isang mainit na bagay at naramdaman ang init na nagmumula dito, nakikita mo ang infrared radiation bilang init. Ang ilang mga hayop (halimbawa, mga burrowing viper) ay mayroon ding mga sensory organ na nagpapahintulot sa kanila na mahanap ang mainit na dugo na biktima sa pamamagitan ng infrared radiation mula sa katawan nito.
Dahil ang karamihan sa mga bagay sa ibabaw ng Earth ay naglalabas ng enerhiya sa hanay ng infrared na wavelength, ang mga infrared detector ay may mahalagang papel sa mga modernong teknolohiya sa pagtuklas. Ang mga infrared eyepieces ng night vision device ay nagbibigay-daan sa mga tao na "makakita sa dilim", at sa kanilang tulong posible na matukoy hindi lamang ang mga tao, kundi pati na rin ang mga kagamitan at istruktura na uminit sa araw at naglalabas ng kanilang init sa kapaligiran sa gabi sa anyo ng mga infrared ray. Ang mga infrared detector ay malawakang ginagamit ng mga serbisyo sa pagsagip, halimbawa, upang makita ang mga buhay na tao sa ilalim ng mga durog na bato pagkatapos ng lindol o iba pang natural at gawa ng tao na mga sakuna.
nakikitang liwanag
Tulad ng nabanggit na, ang mga wavelength ng mga electromagnetic wave sa nakikitang hanay ng liwanag ay mula walong hanggang apat na libong atomic diameters (800-400 nm). Ang mata ng tao ay isang mainam na tool para sa pagtatala at pagsusuri ng mga electromagnetic wave sa hanay na ito. Ito ay dahil sa dalawang dahilan. Una, gaya ng nabanggit, ang mga alon ng nakikitang bahagi ng spectrum ay kumakalat nang halos walang harang sa isang kapaligiran na malinaw sa kanila. Pangalawa, ang temperatura ng ibabaw ng Araw (mga 5000°C) ay ganoon na ang peak ng solar energy ay nasa nakikitang bahagi ng spectrum. Kaya, ang ating pangunahing pinagmumulan ng enerhiya ay naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya sa nakikitang hanay ng liwanag, at ang kapaligiran sa paligid natin ay higit na malinaw sa radiation na ito. Hindi kataka-taka, samakatuwid, na ang mata ng tao sa proseso ng ebolusyon ay nabuo sa paraang makuha at makilala ang partikular na bahaging ito ng spectrum ng electromagnetic waves.
Gusto kong bigyang-diin muli na walang espesyal mula sa pisikal na pananaw sa hanay ng mga nakikitang electromagnetic ray. Ito ay isang makitid na strip lamang sa isang malawak na spectrum ng mga ibinubuga na alon (tingnan ang figure). Para sa amin, ito ay napakahalaga hangga't ang utak ng tao ay nilagyan ng tool para sa pag-detect at pagsusuri ng mga electromagnetic wave sa partikular na bahaging ito ng spectrum.
Ultra-violet ray
Kasama sa ultraviolet rays ang electromagnetic radiation na may wavelength mula sa ilang libo hanggang ilang atomic diameters (400-10 nm). Sa bahaging ito ng spectrum, ang radiation ay nagsisimulang makaapekto sa mahahalagang aktibidad ng mga buhay na organismo. Ang malambot na mga sinag ng ultraviolet sa solar spectrum (na may mga wavelength na papalapit sa nakikitang bahagi ng spectrum), halimbawa, ay nagdudulot ng pangungulti sa katamtamang dosis, at labis na matinding pagkasunog. Ang hard (short-wavelength) na ultraviolet ay nakakapinsala sa mga biological na selula at samakatuwid ay ginagamit, lalo na, sa gamot upang isterilisado ang mga instrumento sa pag-opera at kagamitang medikal, na pinapatay ang lahat ng mga mikroorganismo sa kanilang ibabaw.
Ang lahat ng buhay sa Earth ay protektado mula sa mga nakakapinsalang epekto ng hard ultraviolet radiation ng ozone layer ng atmospera ng daigdig, na sumisipsip ng karamihan sa matitigas na ultraviolet rays sa solar radiation spectrum (tingnan ang ozone hole). Kung hindi dahil sa likas na kalasag na ito, ang buhay sa Mundo ay halos hindi dumating sa lupa mula sa tubig ng mga karagatan. Gayunpaman, sa kabila ng proteksiyon na layer ng ozone, ang ilan sa mga matitigas na ultraviolet rays ay umaabot sa ibabaw ng Earth at maaaring magdulot ng kanser sa balat, lalo na sa mga taong likas na madaling mamutla at hindi maganda ang kulay ng balat sa araw.
X-ray
Ang radiation sa hanay ng wavelength mula sa ilang atomic diameter hanggang ilang daang diameter ng atomic nucleus ay tinatawag na x-ray. Ang X-ray ay tumagos sa malambot na mga tisyu ng katawan at samakatuwid ay kailangang-kailangan sa medikal na pagsusuri.
tik. Tulad ng kaso ng mga radio wave, ang agwat ng oras sa pagitan ng kanilang pagtuklas noong 1895 at ang simula ng praktikal na aplikasyon, na minarkahan ng pagtanggap ng unang x-ray sa isa sa mga ospital sa Paris, ay ilang taon. (Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na ang mga pahayagan sa Paris noong panahong iyon ay labis na abala sa ideya na ang X-ray ay maaaring tumagos sa damit na halos wala silang iniulat tungkol sa kanilang natatanging mga aplikasyon sa medikal.)
gamma ray
Ang pinakamaikli sa wavelength at ang pinakamataas sa frequency at energy rays sa electromagnetic spectrum ay y-rays (gamma rays). Binubuo ang mga ito ng mga ultrahigh-energy na photon at ginagamit ngayon sa oncology upang gamutin ang mga cancerous na tumor (o sa halip, upang patayin ang mga selula ng kanser). Gayunpaman, ang epekto nito sa mga buhay na selula ay napakapangwasak kaya't ang matinding pag-iingat ay dapat gawin upang hindi makapinsala sa nakapaligid na malusog na mga tisyu at organo.
Sa konklusyon, mahalagang bigyang-diin muli na, kahit na ang lahat ng mga uri ng electromagnetic radiation na inilarawan sa itaas ay nagpapakita ng kanilang sarili sa labas sa iba't ibang paraan, sa esensya sila ay kambal. Ang lahat ng mga electromagnetic wave sa anumang bahagi ng spectrum ay mga transverse oscillations ng electric at magnetic field na nagpapalaganap sa vacuum o sa isang medium, lahat sila ay nagpapalaganap sa vacuum sa bilis ng light c at naiiba sa bawat isa lamang sa kanilang wavelength at, bilang isang resulta , sa enerhiyang dala nila. Nananatili lamang na idagdag na ang mga hangganan ng mga saklaw na pinangalanan ko ay medyo di-makatwiran (at sa iba pang mga libro ay malamang na makakatagpo ka ng bahagyang magkakaibang mga halaga ng mga wavelength ng hangganan). Sa partikular, ang microwave radiation na may mahabang wavelength ay madalas at wastong tinutukoy bilang mga microwave radio wave. Walang malinaw na hangganan sa pagitan ng hard ultraviolet at soft X-ray, at sa pagitan ng hard X-ray at soft gamma radiation.
Spectroscopy
Ang pagkakaroon ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal sa isang sangkap ay maaaring makilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga katangiang linya sa spectrum ng paglabas o pagsipsip.
Mga katangian ng electromagnetic radiation. Ang mga electromagnetic radiation na may iba't ibang wavelength ay may kaunting pagkakaiba, ngunit lahat ng mga ito, mula sa mga radio wave hanggang sa gamma radiation, ay may parehong pisikal na katangian. Ang lahat ng uri ng electromagnetic radiation, sa mas malaki o mas maliit na lawak, ay nagpapakita ng mga katangian ng interference, diffraction at polarization na katangian ng mga alon. Kasabay nito, ang lahat ng uri ng electromagnetic radiation ay nagpapakita ng mga katangian ng quantum sa mas malaki o mas maliit na lawak.
Karaniwan sa lahat ng electromagnetic radiation ay ang mga mekanismo ng kanilang paglitaw: ang mga electromagnetic wave na may anumang wavelength ay maaaring mangyari sa panahon ng pinabilis na paggalaw ng mga singil sa kuryente o sa panahon ng mga paglipat ng mga molecule, atoms o atomic nuclei mula sa isang quantum state patungo sa isa pa. Ang mga Harmonic oscillations ng mga electric charge ay sinamahan ng electromagnetic radiation na may dalas na katumbas ng frequency ng charge oscillations.
Mga alon ng radyo. Sa mga oscillations na nagaganap sa mga frequency mula 10 5 hanggang 10 12 Hz, nangyayari ang electromagnetic radiation, na ang mga wavelength ay nasa hanay mula sa ilang kilometro hanggang ilang millimeters. Ang seksyong ito ng electromagnetic radiation scale ay tumutukoy sa hanay ng radio wave. Ginagamit ang mga radio wave para sa mga komunikasyon sa radyo, telebisyon, at radar.
Infrared radiation. Electromagnetic radiation na may wavelength na mas mababa sa 1-2 mm, ngunit mas malaki sa 8 * 10 -7 m, i.e. na nakahiga sa pagitan ng hanay ng mga radio wave at ng hanay ng nakikitang liwanag ay tinatawag na infrared radiation.
Ang rehiyon ng spectrum na lampas sa pulang gilid nito ay unang inimbestigahan sa eksperimento noong 1800. Ang astronomong Ingles na si William Herschel (1738-1822). Inilagay ni Herschel ang black bulb thermometer lampas sa pulang dulo ng spectrum at nakita ang pagtaas ng temperatura. Ang bombilya ng thermometer ay pinainit ng radiation, hindi nakikita ng mata. Ang radiation na ito ay tinatawag na infrared ray.
Ang infrared radiation ay ibinubuga ng anumang pinainit na katawan. Ang mga pinagmumulan ng infrared radiation ay mga kalan, mga pampainit ng tubig, mga de-kuryenteng lamp na maliwanag na maliwanag.
Sa tulong ng mga espesyal na aparato, ang infrared radiation ay maaaring ma-convert sa nakikitang liwanag at ang mga imahe ng pinainit na bagay ay maaaring makuha sa kumpletong kadiliman. Ang infrared radiation ay ginagamit para sa pagpapatuyo ng mga produktong pininturahan, mga pader ng gusali, kahoy.
nakikitang liwanag. Ang nakikitang liwanag (o simpleng liwanag) ay kinabibilangan ng radiation na may wavelength na humigit-kumulang 8*10-7 hanggang 4*10-7 m, mula pula hanggang violet na ilaw.
Ang kahalagahan ng bahaging ito ng spectrum ng electromagnetic radiation sa buhay ng tao ay napakahusay, dahil ang isang tao ay tumatanggap ng halos lahat ng impormasyon tungkol sa mundo sa paligid niya sa tulong ng pangitain.
Ang liwanag ay isang kinakailangan para sa pag-unlad ng mga berdeng halaman at, samakatuwid, isang kinakailangang kondisyon para sa pagkakaroon ng buhay sa Earth.
Ultraviolet radiation. Noong 1801, natuklasan ng German physicist na si Johann Ritter (1776 - 1810), habang pinag-aaralan ang spectrum na sa kabila ng violet na gilid nito ay mayroong isang lugar na nilikha ng mga sinag na hindi nakikita ng mata. Ang mga sinag na ito ay nakakaapekto sa ilang mga kemikal na compound. Sa ilalim ng pagkilos ng mga hindi nakikitang sinag na ito, ang agnas ng pilak na klorido ay nangyayari, ang ningning ng mga kristal na zinc sulfide at ilang iba pang mga kristal.
Ang electromagnetic radiation na hindi nakikita ng mata at may wavelength na mas maikli kaysa sa violet na ilaw ay tinatawag na ultraviolet radiation. Kasama sa ultraviolet radiation ang electromagnetic radiation sa hanay ng wavelength mula 4 * 10 -7 hanggang 1 * 10 -8 m.
Ang ultraviolet radiation ay may kakayahang pumatay ng mga pathogen bacteria, kaya malawak itong ginagamit sa gamot. Ang ultraviolet radiation sa komposisyon ng sikat ng araw ay nagdudulot ng mga biological na proseso na humahantong sa pagdidilim ng balat ng tao - sunog ng araw.
Ang mga discharge lamp ay ginagamit bilang pinagmumulan ng ultraviolet radiation sa gamot. Ang mga tubo ng naturang mga lamp ay gawa sa kuwarts, transparent sa ultraviolet rays; samakatuwid ang mga lamp na ito ay tinatawag na quartz lamp.
X-ray. Kung ang isang pare-parehong boltahe ng ilang sampu-sampung libong volts ay inilapat sa isang vacuum tube sa pagitan ng isang heated cathode na naglalabas ng isang electron at isang anode, kung gayon ang mga electron ay unang pabilisin ng isang electric field, at pagkatapos ay matalas na decelerate sa anode substance kapag nakikipag-ugnayan sa mga atomo nito. Sa panahon ng pagbabawas ng bilis ng mga mabibilis na electron sa isang substansiya o sa panahon ng mga transisyon ng elektron sa mga panloob na shell ng mga atomo, ang mga electromagnetic wave ay bumangon na may wavelength na mas maikli kaysa sa ultraviolet radiation. Ang radiation na ito ay natuklasan noong 1895 ng German physicist na si Wilhelm Roentgen (1845-1923). Ang electromagnetic radiation sa hanay ng wavelength mula 10 -14 hanggang 10 -7 m ay tinatawag na x-ray.
Ang X-ray ay hindi nakikita ng mata. Ang mga ito ay pumasa nang walang makabuluhang pagsipsip sa pamamagitan ng makabuluhang mga layer ng materyal na malabo sa nakikitang liwanag. Natutukoy ang mga X-ray sa pamamagitan ng kanilang kakayahang magdulot ng isang tiyak na glow ng ilang mga kristal at kumilos sa photographic film.
Ang kakayahan ng X-ray na tumagos sa makapal na layer ng bagay ay ginagamit upang masuri ang mga sakit ng mga panloob na organo ng tao. Sa engineering, ang X-ray ay ginagamit upang kontrolin ang panloob na istraktura ng iba't ibang mga produkto, welds. Ang X-ray radiation ay may malakas na biological effect at ginagamit upang gamutin ang ilang mga sakit.
Gamma radiation. Ang gamma radiation ay tinatawag na electromagnetic radiation na ibinubuga ng nasasabik na atomic nuclei at nagmumula sa interaksyon ng elementarya na mga particle.
Ang gamma radiation ay ang pinakamaikling wavelength na electromagnetic radiation (l < 10 -10 m). Ang tampok nito ay binibigkas na mga katangian ng corpuscular. Samakatuwid, ang gamma radiation ay karaniwang itinuturing bilang isang stream ng mga particle - gamma ray. Sa rehiyon ng mga wavelength mula 10 -10 hanggang 10 -14 at ang mga saklaw ng x-ray at gamma radiation ay magkakapatong, sa rehiyong ito, ang mga x-ray at gamma ray ay magkapareho sa kalikasan at naiiba lamang sa pinagmulan.
Mga uri ng radiation
thermal radiation – radiation, kung saan ang pagkawala ng enerhiya ng mga atomo para sa pagpapalabas ng liwanag ay binabayaran ng enerhiya ng thermal motion ng mga atomo (o mga molekula) ng katawan na nag-iilaw. Ang pinagmumulan ng init ay ang araw, isang maliwanag na lampara, atbp.
electroluminescence(mula sa Latin luminescence - "glow") - isang discharge sa isang gas na sinamahan ng isang glow. Ang hilagang ilaw ay isang pagpapakita ng electroluminescence. Ginagamit sa mga tubo para sa mga inskripsiyon sa advertising.
cathodoluminescence– ang glow ng solids na dulot ng kanilang pambobomba ng mga electron. Salamat sa kanya, kumikinang ang mga screen ng cathode ray tubes ng mga TV.
Chemiluminescence– ang paglabas ng liwanag sa ilang mga kemikal na reaksyon sa pagpapalabas ng enerhiya. Ito ay mapapansin sa halimbawa ng alitaptap at iba pang nabubuhay na organismo na may pag-aari ng kumikinang.
Photoluminescence– ang glow ng mga katawan nang direkta sa ilalim ng pagkilos ng radiation na bumabagsak sa kanila. Ang isang halimbawa ay ang mga makinang na pintura na tumatakip sa mga dekorasyong Pasko, naglalabas sila ng liwanag pagkatapos ma-irradiated. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay malawakang ginagamit sa mga daylight lamp.
Upang magsimulang mag-radiate ang isang atom, kailangan nitong maglipat ng isang tiyak na halaga ng enerhiya. Sa pamamagitan ng pag-iilaw, ang isang atom ay nawawala ang enerhiya na natanggap nito, at para sa patuloy na pagkinang ng isang sangkap, ang isang pag-agos ng enerhiya sa mga atom nito mula sa labas ay kinakailangan.
Spectra
May guhit na Spectra
Ang striped spectrum ay binubuo ng mga indibidwal na banda na pinaghihiwalay ng madilim na mga puwang. Sa tulong ng isang napakahusay spectral apparatus, makikita na ang bawat banda ay isang koleksyon ng isang malaking bilang ng mga linyang napakalapit. Hindi tulad ng line spectra, ang mga striped spectra ay ginawa hindi ng mga atomo, ngunit ng mga molekula na hindi nakagapos o mahinang nakagapos sa isa't isa.
Upang obserbahan ang molecular spectra, gayundin ang pag-obserba ng line spectra, karaniwang ginagamit ng isang tao ang glow ng vapors sa isang apoy o ang glow ng isang gas discharge.
Spectral analysis
Ang spectral analysis ay isang hanay ng mga pamamaraan para sa qualitative at quantitative determination ng komposisyon ng isang bagay, batay sa pag-aaral ng spectra ng pakikipag-ugnayan ng matter sa radiation, kabilang ang spectra ng electromagnetic radiation, acoustic waves, ang mass at energy distribution ng elementarya na mga particle, atbp. Depende sa mga layunin ng pagsusuri at mga uri ng spectra, ilang mga pamamaraan ang nakikilala sa spectral analysis. Ginagawang posible ng atomic at molecular spectral analysis na matukoy ang elemental at molekular na komposisyon ng isang substance, ayon sa pagkakabanggit. Sa mga pamamaraan ng paglabas at pagsipsip, ang komposisyon ay tinutukoy mula sa spectra ng paglabas at pagsipsip. Ang mass spectrometric analysis ay isinasagawa gamit ang mass spectra ng atomic o molecular ions at ginagawang posible upang matukoy ang isotopic na komposisyon ng isang bagay. Ang pinakasimpleng spectral apparatus ay isang spectrograph.
Scheme ng device ng isang prism spectrograph
Kwento
Matagal nang napansin ang mga madilim na linya sa mga parang multo na guhitan (halimbawa, napansin sila ni Wollaston), ngunit ang unang seryosong pag-aaral ng mga linyang ito ay ginawa lamang noong 1814 ni Josef Fraunhofer. Ang epekto ay pinangalanang Fraunhofer Lines sa kanyang karangalan. Itinatag ni Fraunhofer ang katatagan ng posisyon ng mga linya, pinagsama ang kanilang talahanayan (nagbilang siya ng 574 na linya sa kabuuan), nagtalaga ng isang alphanumeric code sa bawat isa. Hindi gaanong mahalaga ang kanyang konklusyon na ang mga linya ay hindi nauugnay sa alinman sa optical na materyal o atmospera ng lupa, ngunit isang likas na katangian ng sikat ng araw. Natagpuan niya ang mga katulad na linya sa mga artipisyal na pinagmumulan ng liwanag, gayundin sa spectra ng Venus at Sirius.
Mga linya ng Fraunhofer
Upang subukan ang pamamaraan noong 1868, nag-organisa ang Paris Academy of Sciences ng isang ekspedisyon sa India, kung saan darating ang kabuuang solar eclipse. Doon, natuklasan ng mga siyentipiko na ang lahat ng madilim na linya sa oras ng eklipse, nang binago ng emission spectrum ang absorption spectrum ng solar corona, ay naging, gaya ng hinulaang, maliwanag laban sa isang madilim na background.
Ang likas na katangian ng bawat isa sa mga linya, ang kanilang koneksyon sa mga elemento ng kemikal ay unti-unting napaliwanagan. Noong 1860, natuklasan nina Kirchhoff at Bunsen, gamit ang spectral analysis, ng cesium, at noong 1861, rubidium. At ang helium ay natuklasan sa Araw 27 taon na mas maaga kaysa sa Earth (1868 at 1895, ayon sa pagkakabanggit).
Prinsipyo ng operasyon
Ang mga atomo ng bawat elemento ng kemikal ay may mahigpit na tinukoy na mga resonant na frequency, bilang isang resulta kung saan ito ay sa mga frequency na ito na naglalabas o sumisipsip ng liwanag. Ito ay humahantong sa katotohanan na sa spectroscope, ang mga linya (madilim o liwanag) ay makikita sa spectra sa ilang mga lugar na katangian ng bawat sangkap. Ang intensity ng mga linya ay depende sa dami ng bagay at estado nito. Sa quantitative spectral analysis, ang nilalaman ng test substance ay tinutukoy ng relative o absolute intensity ng mga linya o banda sa spectra.
Ang optical spectral analysis ay nailalarawan sa pamamagitan ng kamag-anak na kadalian ng pagpapatupad, ang kawalan ng kumplikadong paghahanda ng mga sample para sa pagsusuri, at isang maliit na halaga ng isang sangkap (10-30 mg) na kinakailangan para sa pagsusuri para sa isang malaking bilang ng mga elemento. Ang atomic spectra (absorption o emission) ay nakukuha sa pamamagitan ng paglilipat ng substance sa isang vapor state sa pamamagitan ng pag-init ng sample sa 1000-10000 °C. Bilang mga mapagkukunan ng paggulo ng mga atomo sa pagsusuri ng paglabas ng mga conductive na materyales, ginagamit ang isang spark, isang alternating current arc; habang ang sample ay inilalagay sa bunganga ng isa sa mga carbon electrodes. Ang mga apoy o plasma ng iba't ibang mga gas ay malawakang ginagamit upang pag-aralan ang mga solusyon.
Spectrum ng electromagnetic radiation
Mga katangian ng electromagnetic radiation. Ang mga electromagnetic radiation na may iba't ibang wavelength ay may kaunting pagkakaiba, ngunit lahat ng mga ito, mula sa mga radio wave hanggang sa gamma radiation, ay may parehong pisikal na katangian. Ang lahat ng uri ng electromagnetic radiation, sa mas malaki o mas maliit na lawak, ay nagpapakita ng mga katangian ng interference, diffraction at polarization na katangian ng mga alon. Kasabay nito, ang lahat ng uri ng electromagnetic radiation ay nagpapakita ng mga katangian ng quantum sa mas malaki o mas maliit na lawak.
Karaniwan sa lahat ng electromagnetic radiation ay ang mga mekanismo ng kanilang paglitaw: ang mga electromagnetic wave na may anumang wavelength ay maaaring mangyari sa panahon ng pinabilis na paggalaw ng mga singil sa kuryente o sa panahon ng mga paglipat ng mga molecule, atoms o atomic nuclei mula sa isang quantum state patungo sa isa pa. Ang mga Harmonic oscillations ng mga electric charge ay sinamahan ng electromagnetic radiation na may dalas na katumbas ng frequency ng charge oscillations.
mga radio wave. Sa mga oscillations na nagaganap sa mga frequency mula 10 5 hanggang 10 12 Hz, nangyayari ang electromagnetic radiation, na ang mga wavelength ay nasa hanay mula sa ilang kilometro hanggang ilang millimeters. Ang seksyong ito ng electromagnetic radiation scale ay tumutukoy sa hanay ng radio wave. Ginagamit ang mga radio wave para sa mga komunikasyon sa radyo, telebisyon, at radar.
Infrared radiation. Electromagnetic radiation na may wavelength na mas mababa sa 1-2 mm, ngunit mas malaki sa 8 * 10 -7 m, i.e. na nakahiga sa pagitan ng hanay ng mga radio wave at ng hanay ng nakikitang liwanag ay tinatawag na infrared radiation.
Ang infrared radiation ay ibinubuga ng anumang pinainit na katawan. Ang mga pinagmumulan ng infrared radiation ay mga kalan, mga pampainit ng tubig, mga de-kuryenteng lamp na maliwanag na maliwanag.
Sa tulong ng mga espesyal na aparato, ang infrared radiation ay maaaring ma-convert sa nakikitang liwanag at ang mga imahe ng pinainit na bagay ay maaaring makuha sa kumpletong kadiliman. Ang infrared radiation ay ginagamit para sa pagpapatuyo ng mga produktong pininturahan, mga pader ng gusali, kahoy.
nakikitang liwanag.Ang nakikitang liwanag (o simpleng liwanag) ay kinabibilangan ng radiation na may wavelength na humigit-kumulang 8*10 -7 hanggang 4*10 -7 m, mula pula hanggang violet na ilaw.
Ang kahalagahan ng bahaging ito ng spectrum ng electromagnetic radiation sa buhay ng tao ay napakahusay, dahil ang isang tao ay tumatanggap ng halos lahat ng impormasyon tungkol sa mundo sa paligid niya sa tulong ng pangitain. Ang liwanag ay isang kinakailangan para sa pag-unlad ng mga berdeng halaman at, samakatuwid, isang kinakailangang kondisyon para sa pagkakaroon ng buhay sa Earth.
Ultraviolet radiation. Noong 1801, natuklasan ng German physicist na si Johann Ritter (1776 - 1810), habang pinag-aaralan ang spectrum na
Ang electromagnetic radiation na hindi nakikita ng mata at may wavelength na mas maikli kaysa sa violet na ilaw ay tinatawag na ultraviolet radiation. Kasama sa ultraviolet radiation ang electromagnetic radiation sa hanay ng wavelength mula 4 * 10 -7 hanggang 1 * 10 -8 m.
Ang ultraviolet radiation ay may kakayahang pumatay ng mga pathogen bacteria, kaya malawak itong ginagamit sa gamot. Ang ultraviolet radiation sa komposisyon ng sikat ng araw ay nagdudulot ng mga biological na proseso na humahantong sa pagdidilim ng balat ng tao - sunog ng araw.
Ang mga discharge lamp ay ginagamit bilang pinagmumulan ng ultraviolet radiation sa gamot. Ang mga tubo ng naturang mga lamp ay gawa sa kuwarts, transparent sa ultraviolet rays; samakatuwid ang mga lamp na ito ay tinatawag na quartz lamp.
X-ray. Kung ang isang pare-parehong boltahe ng ilang sampu-sampung libong volts ay inilapat sa isang vacuum tube sa pagitan ng isang heated cathode na naglalabas ng isang electron at isang anode, kung gayon ang mga electron ay unang pabilisin ng isang electric field, at pagkatapos ay matalas na decelerate sa anode substance kapag nakikipag-ugnayan sa mga atomo nito. Sa panahon ng pagbabawas ng bilis ng mga mabibilis na electron sa isang substansiya o sa panahon ng mga transisyon ng elektron sa mga panloob na shell ng mga atomo, ang mga electromagnetic wave ay bumangon na may wavelength na mas maikli kaysa sa ultraviolet radiation. Ang radiation na ito ay natuklasan noong 1895 ng German physicist na si Wilhelm Roentgen (1845-1923). Ang electromagnetic radiation sa hanay ng wavelength mula 10 -14 hanggang 10 -7 m ay tinatawag na x-ray.
Ang kakayahan ng X-ray na tumagos sa makapal na layer ng bagay ay ginagamit upang masuri ang mga sakit ng mga panloob na organo ng tao. Sa engineering, ang X-ray ay ginagamit upang kontrolin ang panloob na istraktura ng iba't ibang mga produkto, welds. Ang X-ray radiation ay may malakas na biological effect at ginagamit upang gamutin ang ilang mga sakit. Gamma radiation. Ang gamma radiation ay tinatawag na electromagnetic radiation na ibinubuga ng nasasabik na atomic nuclei at nagmumula sa interaksyon ng elementarya na mga particle.
Gamma radiation- ang pinakamaikling wavelength electromagnetic radiation (<10 -10 м). Его особенностью являются ярко выраженные корпускулярные свойства. Поэтому гамма-излучение обычно рассматривают как поток частиц - гамма-квантов. В области длин волн от 10 -10 до 10 -14 и диапазоны рентгеновского и гамма-излучений перекрываются, в этой области рентгеновские лучи и гамма-кванты по своей природе тождественны и отличаются лишь происхождением.
Ang teorya ay nagpapakita na ang electromagnetic radiation ay nabuo kapag ang mga electric charge ay gumagalaw nang hindi pantay, pinabilis. Ang pantay na gumagalaw (libre) na daloy ng mga singil sa kuryente ay hindi nagniningning. Walang radiation ng isang electromagnetic field para sa mga singil na gumagalaw sa ilalim ng pagkilos ng isang pare-parehong puwersa, halimbawa, para sa mga singil na naglalarawan ng isang bilog sa isang magnetic field.
Sa oscillatory movements, ang acceleration ay patuloy na nagbabago, kaya ang mga oscillations ng electric charges ay nagbibigay ng electromagnetic radiation. Bilang karagdagan, ang electromagnetic radiation ay magaganap sa panahon ng isang matalim na hindi pare-parehong pagbabawas ng mga singil, halimbawa, kapag ang isang electron beam ay tumama sa isang balakid (pagbuo ng mga X-ray beam). Sa magulong thermal motion ng mga particle, ipinanganak din ang electromagnetic radiation (thermal radiation). Ripple
Ang nuclear charge ay humahantong sa paglikha ng electromagnetic radiation, na kilala bilang y-ray. Ang mga sinag ng ultraviolet at nakikitang liwanag ay ginawa ng paggalaw ng mga atomic electron. Ang mga pagbabagu-bago ng electric charge sa isang cosmic scale ay humahantong sa paglabas ng radyo mula sa mga celestial na katawan.
Kasama ng mga natural na proseso na lumilikha ng electromagnetic radiation ng iba't ibang mga katangian, mayroong iba't ibang mga posibilidad na pang-eksperimento para sa paglikha ng electromagnetic radiation.
Ang pangunahing katangian ng electromagnetic radiation ay ang dalas nito (kung pinag-uusapan natin ang harmonic oscillation) o frequency band. Mali, siyempre, na muling kalkulahin ang dalas ng radiation sa haba ng isang electromagnetic wave sa isang vacuum gamit ang kaugnayan.
Ang intensity ng radiation ay proporsyonal sa ikaapat na kapangyarihan ng dalas. Samakatuwid, ang radiation ng napakababang mga frequency na may mga wavelength ng pagkakasunud-sunod ng daan-daang kilometro ay hindi sinusubaybayan. Ang praktikal na hanay ng radyo ay nagsisimula, tulad ng alam mo, na may mga wavelength ng pagkakasunud-sunod ng magnitude, na tumutugma sa mga frequency ng pagkakasunud-sunod ng mga wavelength ng pagkakasunud-sunod na tinutukoy sa gitnang hanay, sampu-sampung metro ay maiikling alon na. Inaalis tayo ng mga ultrashort wave (VHF) sa normal na hanay ng radyo; mga wavelength ng pagkakasunud-sunod ng ilang metro at mga fraction ng isang metro hanggang sa isang sentimetro (ibig sabihin, ang mga frequency ng order ay ginagamit sa telebisyon at radar.
Kahit na ang mas maikling electromagnetic waves ay nakuha noong 1924 ni Glagoleva-Arkadyeva. Gumamit siya bilang generator ng mga electrical sparks sa pagitan ng mga iron filings na nasuspinde sa langis, at nakatanggap ng mga alon hanggang sa 1000. Dito nagsasapawan sa mga wavelength ng thermal radiation ay nakamit na.
Ang lugar ng nakikitang liwanag ay napakaliit: ito ay sumasakop lamang ng mga wavelength mula cm hanggang cm. Susunod ay ang mga sinag ng ultraviolet, hindi nakikita ng mata, ngunit napakahusay na naayos ng mga pisikal na instrumento. Ito ang wavelength mula cm hanggang cm.
Ang ultraviolet ay sinusundan ng x-ray. Ang kanilang mga wavelength ay mula cm hanggang cm. Kung mas maikli ang wavelength, mas mahina ang X-ray na nasisipsip ng mga substance. Ang pinakamaikling haba ng daluyong at tumatagos na electromagnetic radiation ay tinatawag na y-ray (mga wavelength mula sa cm pataas).
Ang katangian ng anumang uri ng nakalistang electromagnetic radiation ay magiging kumpleto kung gagawin ang mga sumusunod na sukat. Una sa lahat, sa pamamagitan ng isang paraan o iba pa, ang electromagnetic radiation ay dapat na mabulok sa isang spectrum. Sa kaso ng liwanag, ultraviolet rays at infrared radiation, ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng repraksyon ng isang prisma o sa pamamagitan ng pagpasa ng radiation sa pamamagitan ng diffraction grating (tingnan sa ibaba). Sa kaso ng mga x-ray at gamma ray, ang pagpapalawak sa isang spectrum ay nakakamit sa pamamagitan ng pagmuni-muni mula sa kristal (tingnan ang p. 351). Mga alon
ang hanay ng radyo ay nabubulok sa isang spectrum gamit ang phenomenon ng resonance.
Ang resultang emission spectrum ay maaaring tuloy-tuloy o may linya, ibig sabihin, ay maaaring patuloy na punan ang isang partikular na frequency band, at maaari ding binubuo ng magkahiwalay na matalim na linya na tumutugma sa isang napakakitid na frequency interval. Sa unang kaso, upang makilala ang spectrum, kinakailangan upang itakda ang intensity curve bilang isang function ng frequency (haba ng daluyong), sa pangalawang kaso, ang spectrum ay ilalarawan sa pamamagitan ng pagtatakda ng lahat ng mga linya na naroroon dito, na nagpapahiwatig ng kanilang mga frequency at intensidad.
Ipinapakita ng karanasan na ang electromagnetic radiation ng isang ibinigay na dalas at intensity ay maaaring mag-iba sa estado ng polarization nito. Kasama ng mga alon kung saan ang electric vector ay umiikot sa isang tiyak na linya (linearly polarized waves), ang isa ay kailangang harapin ang radiation kung saan ang mga linearly polarized na alon ay umiikot nang may paggalang sa isa't isa tungkol sa beam axis ay nakapatong sa isa't isa. Sa isang kumpletong paglalarawan ng radiation, kinakailangan upang ipahiwatig ang polariseysyon nito.
Dapat pansinin na kahit na para sa pinakamabagal na electromagnetic oscillations, hindi natin masusukat ang electric at magnetic vectors ng wave. Ang mga larawan sa patlang na iginuhit sa itaas ay likas na teoretikal. Gayunpaman, walang alinlangan tungkol sa kanilang katotohanan, na isinasaisip ang pagpapatuloy at integridad ng buong teorya ng electromagnetic.
Ang assertion na ang isa o ibang uri ng radiation ay kabilang sa electromagnetic waves ay palaging hindi direkta. Gayunpaman, ang bilang ng mga kahihinatnan na nagmumula sa mga hypotheses ay napakalaki at ang mga ito ay nasa malapit na kasunduan sa isa't isa na ang hypothesis ng electromagnetic spectrum ay matagal nang nakuha ang lahat ng mga tampok ng agarang katotohanan.
