Fale elektromagnetyczne » Opis » co to? » Definicja pojęcia
Ekologia.pl Wiedza Encyklopedia fale elektromagnetyczne
Definicja pojęcia:

fale elektromagnetyczne

Fale elektromagnetyczne — zaburzenie pola elektromagnetycznego, rozchodzące się w przestrzeni, nazywane inaczej promieniowaniem elektromagnetycznym. Istnieją różne rodzaje fal elektromagnetycznych i tylko niektóre z nich są przez nas dostrzegalne, jednak promieniowanie tego typu otacza nas zewsząd. Jednym z rodzajów promieniowania elektromagnetycznego jest światło widzialne, a różne częstotliwości fal elektromagnetycznych pozwalają nam odbierać barwy otaczających nas przedmiotów.

Początek XIX wieku przyniósł wiele ważnych odkryć związanych z promieniowaniem elektromagnetycznym. Jedno z nich ma na swoim koncie Hans Christian Oersted, W 1820 roku wykazał on związek zachodzący między magnetyzmem a elektrycznością, odkrywając, że prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne. 11 lat później Michael Faraday dowiódł z kolei, że zmienne pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne. W 1861 roku wyniki swoich analiz przedstawił zaś James Maxwell, który twierdzenie o istnieniu fal elektromagnetycznych oparł na swoich równaniach falowych. To Maxwell sprecyzował, że zmienne pole elektryczne wytwarza wirowe pole magnetyczne (wirowość pola oznacza, że jego fale są krzywymi zamkniętymi) i odwrotnie – zmienne pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne. Zgodnie z teorią Maxwella pole elektromagnetyczne rozchodzi się w przestrzeni z prędkością światła pod postacią fal elektromagnetycznych. Wynika stąd, że fala elektromagnetyczna to zatem nic innego, jak sprzężone ze sobą pola magnetyczne i elektryczne.

Pole elektryczne i magnetyczne w płaskiej fali elektromagnetycznej o długości λ. By User:LennyWikidata (Own work) [CC BY-SA 3.0 or GFDL], via Wikimedia Commons

Charakterystyka promieniowania elektromagnetycznego

Wielkościami charakteryzującymi falę elektromagnetyczną są:

  • częstotliwość to liczba pełnych zmian pola magnetycznego i elektrycznego zachodzących w ciągu sekundy (jedno zdarzenie cyklu w ciągu jednej sekundy). Wyrażamy ją w hercach,
  • długość fali jest z kolei liczona jako odległość jaka dzieli dwa sąsiadujące ze sobą punkty, w których pole elektryczne i magnetyczne jest dokładnie takie samo.

Pomiędzy obiema tymi wielkościami istnieje stała zależność – im większa częstotliwość fali, tym mniejsza jest jej długość.


Zależność tę wyraża wzór:

λ = c / f 

gdzie:

  • λ to długość fali
  • c – prędkość fali
  • f – częstotliwość

Należy przy tym wziąć pod uwagę, że częstotliwość dla każdej fali jest stała, natomiast długość fali zmienia się w stosunku do prędkości.

Prędkość fali elektromagnetycznej osiąga najwyższą wartość w próżni. W ośrodkach materialnych jest ona zawsze mniejsza, a do tego część niesionej przez falę energii ulega wchłonięciu przez ciało (przedmiot). Fala traci więc część energii, a ta zostaje zamieniona na energię wewnętrzną ciała. Fizyka określa to zjawisko jako absorpcję światła.

Widmo (spektrum) fal elektromagnetycznych. By przetłumaczył Dobrzejest, wikipedia.pl : Adi4000[1] [Public domain or Public domain], via Wikimedia Commons

Pola magnetyczne i elektromagnetyczne rozchodzą się prostopadle do siebie i mają natężenie zmienne o charakterze sinusoidalnym. Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi.

Fala elektromagnetyczna jest nośnikiem energii.

Fale elektromagnetyczne ulegają:

  • interferencja jest to zjawisko powstające w wyniku nakładania się na siebie dwóch lub więcej fal,
  • dyfrakcja zaś to ugięcie się fali, do którego dochodzi, gdy fala napotyka na krawędź przeszkody lub znajduje się w jej pobliżu. Następuje wtedy zmiana kierunku rozchodzenia się fali.

Fale odbijają się od przedmiotów.


Teoria dualizmu korpuskularno-falowego

Falę możemy traktować również jako strumień cząstek (korpuskuł, fotonów), w którym każda cząstka ma swoją energię, zależną od częstotliwości fali. Są zjawiska, które uwypuklają falową naturę fali elektromagnetycznej, inne z kolei ujawniają tę cząsteczkową.

Fale elektromagnetyczne klasyfikujemy według ich częstotliwości – mowa wtedy o widmie fal elektromagnetycznych – lub ze względu na ich długość w próżni. Fale o różnych długościach cechują się różnymi zastosowaniami i właściwościami.

Interferencja

Domena publiczna

Rodzaje fal elektromagnetycznych

Fale radiowe – mają zastosowanie w telekomunikacji, radiofonii i wielu innych gałęziach techniki. Dzielą się na długie, średnie, krótkie i ultrakrótkie.

Mikrofale – fale elektromagnetyczne o długości od 1 m do 0.1 mm, którym odpowiada zakres częstotliwości od 300 MHz do 3000 GHz,  mają zastosowanie w kuchenkach mikrofalowych, urządzeniach grzewczych czy w medycynie.


Fale rentgenowskie – promieniowanie niewidzialne o długości fali od 0,01 nm 10 nm, przenikające przez ciała nieprzezroczyste.

Promieniowanie podczerwone – jego długość fali jest większa od światła, wykorzystuje się je przede wszystkim w medycynie do diagnostyki. Jest promieniowaniem niewidzialnym.

Promieniowanie świetlne – obszar widzialny promieniowania elektromagnetycznego.

Promieniowanie nadfioletowe (UV) – ma długość fali mniejszą od światła, uszkadza tkanki, w nadmiarze jest niebezpieczne dla istot żyjacych.

Promieniowanie gammaemitują je pierwiastki promieniotwórcze. Towarzyszy reakcjom jądrowym i jest niezwykle przenikliwe, a tym samym niebezpieczne dla organizmów żywych.

Światło widzialne na tle całego spektrum fal elektromagnetycznych. By Tatoute and Phrood (Unknown) [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC BY-SA 2.5-2.0-1.0], via Wikimedia Commons
Indeks nazw
Szukaj lub wybierz według alfabetu
A B C D E F G H I J K L Ł M N O P Q R S Ś T U V W X Y Z Ź Ż
Znaki ekologiczne
EKO
EKO
4.8/5 - (16 votes)
Default Banner Post Banner
Subscribe
Powiadom o
1 Komentarz
Inline Feedbacks
View all comments

Polecam ten artykuł.