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.

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.

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.

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 gamma – emitują je pierwiastki promieniotwórcze. Towarzyszy reakcjom jądrowym i jest niezwykle przenikliwe, a tym samym niebezpieczne dla organizmów żywych.




Polecam ten artykuł.