Elektromagnetkiirgus ehk EM-kiirgus on märgatav osa spektrist. See on üks viis energia liikumiseks läbi kosmose. Programmi erinevad vormid elektromagnetiline energia hõlmab peamiselt tules tekkivat soojust, päikesevalgust, mikrolaineahju toiduvalmistamisel, röntgenikiirgust jne. Need energiavormid on üksteisest väga erinevad, kuid neil on lainelised omadused. Näiteks kui me käime meres ujumas, siis olete varem lainetega äratuntav. Need lained on ainult teatud valdkonnas mured ja põhjustavad võnkeid või vibratsioone. Samamoodi on elektromagnetlained omavahel seotud, kuid need on eraldi ja koosnevad 222 lainest, mis võnkuvad üksteise suhtes 90-kraadise nurga all. EM-kiirguskomplekt on tuntud kui elektromagnetiline spekter ja see on raadio, infrapuna, mikrolaine , nähtavad, UV-kiired, gammakiired, röntgenikiired). See on nii pidev kui ka lõputu.
Mis on elektromagnetiline spekter?
Elektromagnetilise spektri mõistet saab määratleda kui kogu elektromagnetkiirguse jaotust laine lainepikkuse ja sageduse põhjal. Kuigi kõik lained saavad vaakumis liikuda valguskiirusel laias sageduste, lainepikkuste ja footonienergiate vahemikus. See spekter hõlmab nii kogu elektromagnetilise kiirguse kaugust kui ka paljusid alamvahemikke, mida tavaliselt nimetatakse osadeks nagu UV-kiirgus, muidu nähtav valgus.
Spektri erinevad osad võimaldavad erinevaid nimesid, sõltuvalt heitekäitumise, seonduvate lainete ülekande ja neeldumise erinevusest. Elektromagnetilise spektri sagedusvahemik madalast kõrgeni hõlmab peamiselt kõiki laineid, näiteks raadio, IR jne.
Kogu elektromagnetiline spekter madalaimast kuni kõrgeima sageduseni hõlmab peamiselt kogu raadio-IR-kiirgust, märgatavat valgust, UV-kiirgust, röntgenikiirgust ja gammakiiri. Peaaegu kõik lainepikkused ja sagedused kasutavad elektromagnetkiirgust, mida saab kasutada spektroskoopia jaoks.
Lainete põhiomadused
Lainete põhiomadused hõlmavad peamiselt amplituudi, lainepikkust ja sagedust. Me teame seda fakti, et valgus võib koosneda elektromagnetilisest kiirgusest, mida sageli käsitletakse kui laine nähtust. Laine sisaldab madalaimat punkti, mis on tuntud kui küna, ja kõrgeimat punkti, mida tuntakse harjana. The amplituud on vertikaalne kaugus harja kalde ja laine kesktelje vahel. Need omadused olid peamiselt seotud laine muidu heledusega. Horisontaalset kaugust kahe järjestikuse küna või harja vahel nimetatakse lainepikkuseks. Seda tähistatakse sageli sümboliga λ (lambda).
Valguse energiat saab selle võrrandi abil arvutada E = h.c / λ
Ülaltoodud võrrandis
‘E’ on valguse energia
‘H’ on Plancki konstant
‘C’ on valguse kiirus
‘Λ’ on lainepikkus
Seega, kui lainepikkus suureneb, väheneb valgusenergia.
Sest sagedus (ν) = c / λ
Ülaltoodud võrrandi võib kirjutada järgmiselt E = h. v
Seega, kui sagedus suureneb, suureneb valguse energia. Seega on lainepikkuse ja sageduse suhe pöördvõrdeline.
Elektromagnetilise spektri tabel
The elektromagnetilise kiirguse spekter võib tekkida erinevate kiirtega nagu IR, raadio, UV, nähtav, UV, röntgenkiirgus jne elektromagnetilise spektri lainepikkused on kõrgeima lainepikkusega, gammakiirtel aga kõige lühem.
Piirkond | Raadio | Mikrolaine | Infrapuna | Nähtav | Ultraviolett | Röntgenikiirgus | Gammakiired |
Lainepikkus (angströmmid) | > 109 | 109kuni 106 | 106- 7000 | 7000 kuni 4000 | 4000 kuni 10 | 10 kuni 0,1 | < 0,1 |
Lainepikkus (sentimeetrites) | > 10 | 10 kuni 0,01 | 0,01 kuni 7 x 10-5 | 7 × 10-5kuni 4 × 105 | 4 × 10-5kuni10-7 | 10-7kuni 10-9 | < 10-9 |
Sagedus (Hz) | <3x 109 | 3x 109kuni 3x1012 | 3x 1012kuni 4,3 x 1014 | 4,3 × 1014 kuni 7,5 × 1014 | 7,5 × 1014 kuni 3 × 1017 | 3 × 1017kuni 3 × 1019 | > 3X109 |
| Energia (Kodu) | <10-5 | 10-5 kuni 0,01 | 0,01 kuni 2 | 2 kuni 3 | 3 kuni 103 | 103 kuni105 | > 105 |
Kavandatakse elektromagnetiline (EM) spekter, mis on näidatud ülaltoodud joonisel. Nähtav spekter on paigutatud keskele väiksematest kuni ülemistele lainepikkustele järjestuses vasakult paremale. Seetõttu on vasakpoolne nähtav spekter tähistatud violetse värviga, paremal nähtav spekter aga punase värviga. The elektromagnetilise spektri diagramm on näidatud allpool.
elektromagnetiline spekter
Vasakpoolsete suunas
UV-spekter (ultraviolett-spekter)
Liikudes rohkem nähtava spektri vasaku külje suunas, asub see UV-piirkonnas. Ehkki seda pole inimsilmale märgata, ilmub see UV-piirkond violetsena, kuna see on spektri violetse ala suunas lähemal. UV-spektri vahemik jääb vahemikku 10–400 nm.
Röntgenikiirgus
Esialgu liikudes UV-spektri vasaku poole poole, on meil röntgenikiirgus vahemikus 0,01 nm kuni 10 nm. Selle piirkonna saab ka kaheks jagada, sõltuvalt nende läbitungitavusest. Need on äärmiselt läbitungivad ning nende energia ja lainepikkused on paremad, mis jäävad vahemikku 0,01 nm kuni 0,1 nm.
Gammakiired
Röntgenikiirte vasakpoolse poole liikudes on meil kõige energilisemad kiired nagu gammakiired. Nende kiirte kiirgus ei sisalda lainepikkuse väiksemat serva, kuid nende ülemine piir on 0,01 nm. Nende kiirte energia ja läbitungivus on väga suured.
Parempoolses suunas
IR-spekter (infrapunaspekter): kui liigume nähtava spektri parema külje suunas, on meil IR-spektri piirkond. Infrapunaspekter pole ultraviolettkiirguse spektriga võrreldav, kuid kuna ala on lähemal nähtava spektri punasele värvipiirkonnale, nimetatakse seda infrapuna piirkonnas. IR-spektri lainepikkuste vahemik on vahemikus 780 nm kuni 1 mm. Selline spekter jagunes edasi kolmeks piirkonnaks:
- Lähi-infrapunaspekter on vahemikus 780 kuni 2500 nm.
- Keskmine infrapunaspekter on vahemikus 2500 nm kuni 10 000 nm.
- Kaug-infrapunaspekter on vahemikus 10 000 nm kuni 1000 μm
Mikrolaineahjud
Kui me liigume nähtava spektri parema külje poole, siis oleme seda teinud mikrolaineahjud . Mikrolainete lainepikkused eksisteerivad kõige tõenäolisemalt mikromeetri vahemikus. Nende lainete ulatus jääb vahemikku 1 mm - 10 cm.
Raadiospekter
Kui liigume nähtava spektri parema külje suunas, on meil raadiosageduse (RF) piirkond. Raadiospektri piirkond kattub mikrolaineahjuga. Kuid ametlikult algab see 10 cm-st.
Elektromagnetilise spektri kasutusalad / rakendused
- Gammakiiri kasutatakse vahukommides olevate bakterite hävitamiseks ja meditsiiniseadmete puhastamiseks
- Röntgenkiirgust kasutatakse pildiluu struktuuride skaneerimiseks
- Ultraviolettvalgus võib mesilasi jälgida, sest lilled võivad selle sagedusega silmnähtavalt silma paista
- Inimesed kasutavad maailma vaatamiseks nähtavat valgust
- Infrapuna kasutatakse lasermetalli lõikamisel, öönägemisel ja soojusandurites,
- Mikrolaineahju kasutatakse radarites ja mikrolaineahjudes
- Raadiolaineid kasutatakse raadios, teleülekannetes
Seega on see kõik elektromagnetiline spekter ja see sisaldab elektromagnetlainete komplekti erinevatel sagedustel. Kuid need on inimsilmale nähtamatud. Igapäevaselt ümbritsevad meid seda tüüpi lained, sest kõik inimesed puutuvad töökohal või kodus kokku nii magnetiliste kui ka elektriväljadega, alates elektrienergia edastamisest ja kodumasinate tootmisest, tööstuslikest tööriistadest kuni telekommunikatsiooni ja ringhäälinguni. Siin on teile küsimus, mis see on elektromagnetilise spektri vahemik ?
