Spectru electromagnetic. Caracteristicile de bază ale spectrului electromagnetic

09.10.2019

Laringe

Spectru electromagnetic

Spectru electromagnetic- totalitatea tuturor gamelor de frecvență ale radiațiilor electromagnetice.

Lungime de undă - frecvență - energie fotonică

Următoarele mărimi sunt utilizate ca caracteristici spectrale ale radiației electromagnetice:

Frecvența de oscilație - scara de frecvență este dată într-un articol separat;
Energia fotonului (cuantică a câmpului electromagnetic).

Nu există o limită inferioară ascuțită pentru radiația gamma, dar de obicei se crede că cuantele gamma sunt emise de nucleu, iar cuantele de raze X sunt emise de învelișul de electroni a atomului (aceasta este doar o diferență terminologică care nu afectează proprietăţile fizice ale radiaţiei).

radiații cu raze X

de la 0,1 nm = 1 Å (12.400 eV) la 0,01 nm = 0,1 Å (124.000 eV) - radiații cu raze X dure. Surse: unele reacții nucleare, tuburi catodice.
10 nm (124 eV) până la 0,1 nm = 1 Å (12.400 eV) - raze X moi. Surse: tuburi catodice, radiații cu plasmă termică.

Cuantele de raze X sunt emise în principal în timpul tranzițiilor electronilor din învelișul de electroni a atomilor grei către orbitele joase. Locurile libere pe orbitele joase sunt de obicei create de impactul electronilor. Radiația de raze X creată în acest fel are un spectru de linie cu frecvențe caracteristice unui atom dat (vezi radiația caracteristică); aceasta permite, în special, studierea compoziției substanțelor (analiza fluorescenței cu raze X). Razele X termice, bremsstrahlung și sincrotron au un spectru continuu.

În razele X, se observă difracția prin rețele cristaline, deoarece lungimile undelor electromagnetice la aceste frecvențe sunt apropiate de perioadele rețelelor cristaline. Metoda de analiză a difracției cu raze X se bazează pe aceasta.

Radiația ultravioletă

Interval: 400 nm (3,10 eV) până la 10 nm (124 eV)

Nume	Abreviere	Lungime de undă în nanometri	Cantitatea de energie pe foton
Aproape	NUV	400 - 300	3,10 - 4,13 eV
In medie	MUV	300 - 200	4,13 - 6,20 eV
Mai departe	F.U.V.	200 - 122	6,20 - 10,2 eV
Extrem	EUV, XUV	121 - 10	10,2 - 124 eV
Vid	VUV	200 - 10	6,20 - 124 eV
Ultraviolet A, rază lungă de undă, lumină neagră	UVA	400 - 315	3,10 - 3,94 eV
Ultraviolete B (gama medie)	UVB	315 - 280	3,94 - 4,43 eV
Ultraviolete C, unde scurte, interval germicid	UVC	280 - 100	4,43 - 12,4 eV

Radiația optică

Radiația din domeniul optic (lumina vizibilă și radiația în infraroșu apropiat) trece liber prin atmosferă și poate fi reflectată și refractată cu ușurință în sistemele optice. Surse: radiații termice (inclusiv Soarele), fluorescență, reacții chimice, LED-uri.

de la 30 GHz la 300 GHz - cuptor cu microunde.
de la 3 GHz la 30 GHz - unde centimetrice (microunde).
de la 300 MHz la 3 GHz - unde decimetrice.
de la 30 MHz la 300 MHz - unde metrice.
de la 3 MHz la 30 MHz - unde scurte.
de la 300 kHz la 3 MHz - unde medii.
de la 30 kHz la 300 kHz - unde lungi.
de la 3 kHz la 30 kHz - unde ultralungi (miriametrice).

Spre deosebire de domeniul optic, studiul spectrului în domeniul radio se realizează nu prin separarea fizică a undelor, ci prin metode de procesare a semnalului.

Vezi si

Fundația Wikimedia. 2010.

Dicționar explicativ englez-rus despre nanotehnologie. - M. - un câmp electromagnetic de scurtă durată care apare în timpul exploziei unei arme nucleare ca urmare a interacțiunii radiațiilor gamma și neutronilor emiși în timpul unei explozii nucleare cu atomii din mediu. Spectrul de frecvență al unui impuls electromagnetic... ...Dicționar marin

Pulsul electromagnetic al unei explozii nucleare- un câmp electromagnetic de scurtă durată care apare în timpul exploziei unei arme nucleare ca urmare a interacțiunii radiațiilor gamma și neutronilor emiși în timpul unei explozii nucleare cu atomii din mediu. Spectrul pieselor E.m.i. corespunde intervalului...... Protecția civilă. Dicționar conceptual și terminologic

Spectrul optic

Spectrul de lumină- Lumina soarelui după trecerea printr-o prismă de sticlă triunghiulară Spectrul (spectrul latin din latinescul spectare look) în fizică, distribuția valorilor unei mărimi fizice (de obicei energie, frecvență sau masă), precum și o reprezentare grafică... . .. Wikipedia

Impuls electromagnetic- un câmp electromagnetic de scurtă durată care apare în timpul exploziei unei arme nucleare ca urmare a interacțiunii radiațiilor gamma și neutronilor emiși în timpul unei explozii nucleare cu atomii din mediu. Spectrul de frecvență I.e.m. dezactivează sau... Dicţionar de situaţii de urgenţă

Există o serie de tipuri de radiații electromagnetice, variind de la unde radio la raze gamma. Razele electromagnetice de toate tipurile se propagă în vid cu viteza luminii și diferă unele de altele doar în lungimi de undă

1859 spectroscopie

1864 Ecuațiile lui Maxwell

1864 GAMĂ

RADIATIE ELECTROMAGNETICA

1900 radiații

Corp negru

După apariția ecuațiilor lui Maxwell, a devenit clar că acestea prezic existența unui fenomen natural necunoscut științei - undele electromagnetice transversale, care sunt oscilații ale câmpurilor electrice și magnetice interconectate care se propagă în spațiu cu viteza luminii. Însuși James Clark Maxwell a fost primul care a subliniat comunității științifice această consecință din sistemul de ecuații pe care l-a derivat. În această refracție, viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid s-a dovedit a fi o constantă universală atât de importantă și fundamentală încât a fost desemnată printr-o litera c separată, spre deosebire de toate celelalte viteze, care sunt de obicei desemnate cu litera v. .

După ce a făcut această descoperire, Maxwell a stabilit imediat că lumina vizibilă era „doar” un tip de undă electromagnetică. Până în acel moment, lungimile de undă ale undelor luminoase din partea vizibilă a spectrului erau cunoscute - de la 400 nm (raze violete) la 800 nm (raze roșii). (Un nanometru este o unitate de lungime egală cu o miliardime dintr-un metru, care este folosită în principal în fizica atomică și a razelor; 1 nm = 10 -9 m.) Toate culorile curcubeului corespund unor lungimi de undă diferite, aflate în aceste chiar limite înguste. Cu toate acestea, ecuațiile lui Maxwell nu conțineau nicio restricție cu privire la gama posibilă de lungimi de undă electromagnetice. Când a devenit clar că trebuie să existe unde electromagnetice de lungimi foarte diferite, de fapt a fost făcută imediat o comparație cu privire la faptul că ochiul uman distinge o bandă atât de îngustă de lungimi și frecvențe: o persoană a fost asemănată cu un ascultător al unui concert simfonic. , al cărui auz este capabil să surprindă doar partea de vioară, fără a distinge toate celelalte sunete.

La scurt timp după predicția lui Maxwell cu privire la existența undelor electromagnetice în alte game spectrale, au urmat o serie de descoperiri care i-au confirmat corectitudinea. Undele radio au fost primele descoperite în 1888 de către fizicianul german Heinrich Hertz (1857-1894). Singura diferență dintre undele radio și lumină este că lungimea undelor radio poate varia de la câțiva decimetri până la mii de kilometri. Conform teoriei lui Maxwell, cauza undelor electromagnetice este mișcarea accelerată a sarcinilor electrice. Oscilațiile electronilor sub influența tensiunii electrice alternative în antena unui emițător radio creează unde electromagnetice care se propagă în atmosfera terestră. Toate celelalte tipuri de unde electromagnetice apar și ca urmare a diferitelor tipuri de mișcare accelerată a sarcinilor electrice.

La fel ca undele luminoase, undele radio pot călători pe distanțe lungi în atmosfera Pământului, practic fără pierderi, făcându-le purtătoare utile de informații codificate. Deja la începutul anului 1894, la puțin peste cinci ani după descoperirea undelor radio, inginerul-fizician italian Guglielmo Marconi (1874-1937) a proiectat

10" 10" 10* 10" 1

10 10* 10*

1SG 5 10* 10"" 10^ 10*

- Radiografie 10"".

raze - 10 -i*

- 10""

- 10"

- 1(G"

- 1<Г"

Raze gamma

Undele electromagnetice formează un spectru continuu de lungimi de undă și energii (frecvențe), împărțite în intervale convenționale - de la unde radio la raze gamma

primul telegraf fără fir funcțional - prototipul radioului modern - pentru care a fost distins cu Premiul Nobel în 1909.

După ce existența undelor electromagnetice în afara spectrului vizibil, prezisă de ecuațiile lui Maxwell, a fost pentru prima dată confirmată experimental, nișele rămase ale spectrului au fost umplute foarte repede. Astăzi, au fost descoperite unde electromagnetice de toate domeniile fără excepție și aproape toate găsesc aplicații largi și utile în știință și tehnologie. Frecvențele undelor și energiile cuantelor corespunzătoare de radiație electromagnetică (vezi constanta lui Plank) cresc odată cu scăderea lungimii de undă. Totalitatea tuturor undelor electromagnetice formează așa-numitul spectru continuu al radiațiilor electromagnetice. Este împărțit în următoarele intervale (în ordinea frecvenței crescătoare și a lungimii de undă descrescătoare):

Unde radio

După cum sa menționat deja, undele radio pot varia semnificativ în lungime - de la câțiva centimetri la sute și chiar mii de kilometri, ceea ce este comparabil cu raza globului (aproximativ 6400 km). Undele din toate benzile radio sunt utilizate pe scară largă în tehnologie - undele decimetrice și ultrascurte sunt utilizate pentru difuzarea de televiziune și radio în domeniul undelor ultrascurte cu modulație de frecvență (VHF/UB), oferind o recepție de semnal de înaltă calitate în zona de propagare a undelor directe. Undele radio în intervalul de metri și kilometri sunt utilizate pentru transmisiile radio și comunicațiile radio pe distanțe lungi folosind modulația de amplitudine (AM), care, deși în detrimentul calității semnalului, asigură transmisia acestuia pe distanțe arbitrar de mari în interiorul Pământului datorită reflexiei. a undelor din ionosfera planetei. Cu toate acestea, astăzi acest tip de comunicare devine un lucru al trecutului datorită dezvoltării comunicațiilor prin satelit. Undele din intervalul decimetrului nu se pot îndoi în jurul orizontului pământului ca undele metrice, ceea ce limitează zona de recepție la regiunea de propagare directă, care, în funcție de înălțimea antenei și de puterea emițătorului, variază de la câțiva la câteva zeci de kilometri. . Și aici repetoarele de satelit vin în ajutor, preluând rolul de reflectoare de unde radio pe care le joacă ionosfera în raport cu undele metrice.

Cuptor cu microunde

Microundele și undele radio cu microunde au o lungime de 300 mm până la 1 mm. Undele centimetrice, cum ar fi undele radio decimetrice și metrice, practic nu sunt absorbite de atmosferă și, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă în sateliți.

kovaya și comunicații celulare și alte sisteme de telecomunicații. Dimensiunea unei antene parabolice tipice este doar egală cu mai multe lungimi de undă ale unor astfel de unde.

Undele cu microunde mai scurte au, de asemenea, multe aplicații industriale și casnice. Este suficient să amintim cuptoarele cu microunde, care sunt acum echipate atât în brutăriile industriale, cât și în bucătăriile casnice. Funcționarea unui cuptor cu microunde se bazează pe rotația rapidă a electronilor într-un dispozitiv numit klystron. Ca urmare, electronii emit unde electromagnetice de microunde de o anumită frecvență, la care sunt absorbiți cu ușurință de moleculele de apă. Când puneți alimente într-un cuptor cu microunde, moleculele de apă din alimente absorb energia din cuptorul cu microunde, se mișcă mai repede și astfel încălzesc alimentele. Cu alte cuvinte, spre deosebire de un cuptor sau cuptor convențional, unde alimentele sunt încălzite din exterior, un cuptor cu microunde le încălzește din interior.

Raze infraroșii

Această parte a spectrului electromagnetic include radiații cu lungimi de undă de la 1 milimetru până la opt mii de diametre atomice (aproximativ 800 nm). O persoană simte razele acestei părți a spectrului direct prin piele - ca căldură. Dacă întindeți mâna către un foc sau un obiect fierbinte și simțiți căldura emanată din acesta, percepeți radiația infraroșie ca căldură. Unele animale (de exemplu, viperele de vizuini) au chiar organe senzoriale care le permit să determine locația prăzii cu sânge cald prin radiația infraroșie a corpului său.

Deoarece majoritatea obiectelor de pe suprafața Pământului emit energie în intervalul de lungimi de undă în infraroșu, detectorii cu infraroșu joacă un rol important în tehnologiile moderne de detectare. Ocularele cu infraroșu ale dispozitivelor de vedere pe timp de noapte le permit oamenilor să „vadă în întuneric”, iar cu ajutorul lor este posibil să detecteze nu numai oamenii, ci și echipamentele și structurile care s-au încălzit în timpul zilei și își degajă căldura noaptea către mediu sub formă de raze infraroșii. Detectoarele de raze infraroșii sunt utilizate pe scară largă de serviciile de salvare, de exemplu, pentru a detecta oamenii vii sub dărâmături după cutremure sau alte dezastre naturale sau provocate de om.

Lumina vizibila

După cum sa menționat deja, lungimile undelor electromagnetice în domeniul luminii vizibile variază de la opt până la patru mii de diametre atomice (800-400 nm). Ochiul uman este un instrument ideal pentru înregistrarea și analiza undelor electromagnetice din acest interval. Acest lucru se datorează a două motive. În primul rând, după cum sa menționat, undele părții vizibile a spectrului se propagă aproape nestingherite într-o atmosferă transparentă pentru ele. În al doilea rând, temperatura suprafeței solare (aproximativ 5000°C) este de așa natură încât energia de vârf a razelor solare cade exact în partea vizibilă a spectrului. Astfel, principala noastră sursă de energie emite o cantitate imensă de energie în domeniul luminii vizibile, iar mediul din jurul nostru este în mare măsură transparent la această radiație. Prin urmare, nu este de mirare că ochiul uman, în proces de evoluție, a fost format în așa fel încât să capteze și să recunoască tocmai această parte a spectrului undelor electromagnetice.

Vreau să subliniez încă o dată că nu există nimic special din punct de vedere fizic în domeniul razelor electromagnetice vizibile. Este doar o bandă îngustă într-un spectru larg de unde emise (vezi figura). Pentru noi, este atât de important doar în măsura în care creierul uman este echipat cu un instrument pentru identificarea și analiza undelor electromagnetice în această parte particulară a spectrului.

Raze ultraviolete

Razele ultraviolete includ radiațiile electromagnetice cu o lungime de undă de la câteva mii la câteva diametre atomice (400-10 nm). În această parte a spectrului, radiația începe să afecteze funcționarea organismelor vii. Razele ultraviolete ușoare din spectrul solar (cu lungimi de undă care se apropie de partea vizibilă a spectrului), de exemplu, provoacă bronzare în doze moderate și arsuri grave în doze în exces. Radiațiile ultraviolete dure (de unde scurte) sunt distructive pentru celulele biologice și, prin urmare, sunt utilizate, în special, în medicină pentru a steriliza instrumentele chirurgicale și echipamentele medicale, ucigând toate microorganismele de pe suprafața lor.

Toată viața de pe Pământ este protejată de efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete dure de către stratul de ozon al atmosferei pământului, care absoarbe majoritatea razelor ultraviolete dure din spectrul radiației solare (vezi gaura de ozon). Dacă nu ar fi fost acest scut natural, viața de pe Pământ cu greu ar fi ieșit din apele Oceanului Mondial. Cu toate acestea, în ciuda stratului protector de ozon, unele dintre razele ultraviolete dure ajung la suprafața Pământului și pot provoca cancer de piele, în special la persoanele care sunt în mod natural predispuse la paloare și nu se bronzează bine la soare.

raze X

Radiația în intervalul de lungimi de undă de la câteva diametre atomice la câteva sute de diametre ale nucleului atomic se numește raze X. Razele X pătrund prin țesuturile moi ale corpului și, prin urmare, sunt indispensabile în diagnosticul medical.

căpuşă. Ca și în cazul undelor radio, intervalul de timp dintre descoperirea lor în 1895 și începutul aplicării practice, marcat de primirea primei radiografii într-un spital din Paris, a fost o chestiune de ani. (Este interesant de observat că ziarele pariziene din acea vreme erau atât de îndrăgostite de ideea că razele X ar putea pătrunde în îmbrăcăminte, încât nu au raportat practic nimic despre aplicațiile lor medicale unice.)

Raze gamma

Cea mai scurtă lungime de undă și cea mai mare frecvență și raze de energie din spectrul electromagnetic sunt razele y (razele gamma). Ele constau din fotoni de energie ultra-înaltă și sunt folosite astăzi în oncologie pentru a trata tumorile canceroase (sau mai degrabă, pentru a ucide celulele canceroase). Cu toate acestea, efectul lor asupra celulelor vii este atât de distructiv încât trebuie luată o atenție extremă pentru a nu dăuna țesuturilor și organelor sănătoase din jur.

În concluzie, este important să subliniem încă o dată că, deși toate tipurile descrise de radiații electromagnetice se manifestă extern diferit, în nucleul lor sunt gemeni. Toate undele electromagnetice din orice parte a spectrului reprezintă oscilații transversale ale câmpurilor electrice și magnetice care se propagă în vid sau mediu; toate se propagă în vid cu viteza luminii c și diferă între ele doar prin lungimea de undă și, în consecință , în energia pe care o poartă. Rămâne doar să adaug că limitele intervalelor pe care le-am numit sunt destul de arbitrare în natură (și în alte cărți, cel mai probabil, veți întâlni valori ușor diferite ale lungimilor de undă limită). În special, emisiile de microunde cu lungimi de undă mari sunt adesea și pe bună dreptate clasificate ca unde radio de frecvență ultra-înaltă. Nu există granițe clare între ultraviolete dure și razele X moi, precum și între razele X dure și radiațiile gamma moi.

Spectroscopie

Prezența atomilor de elemente chimice într-o substanță poate fi identificată prin prezența liniilor caracteristice în spectrul de emisie sau de absorbție

Proprietățile radiațiilor electromagnetice. Radiația electromagnetică cu lungimi de undă diferite are destul de multe diferențe, dar toate, de la undele radio la radiațiile gamma, sunt de aceeași natură fizică. Toate tipurile de radiații electromagnetice, într-o măsură mai mare sau mai mică, prezintă proprietățile de interferență, difracție și polarizare caracteristice undelor. În același timp, toate tipurile de radiații electromagnetice prezintă proprietăți cuantice într-o măsură mai mare sau mai mică.

Comune tuturor radiațiilor electromagnetice sunt mecanismele de apariție a acestora: undele electromagnetice cu orice lungime de undă pot apărea în timpul mișcării accelerate a sarcinilor electrice sau în timpul tranzițiilor moleculelor, atomilor sau nucleelor atomice de la o stare cuantică la alta. Oscilațiile armonice ale sarcinilor electrice sunt însoțite de radiații electromagnetice având o frecvență egală cu frecvența oscilațiilor sarcinilor.

Unde radio. Când apar oscilații cu frecvențe de la 10 5 la 10 12 Hz, apare radiația electromagnetică, ale căror lungimi de undă se află în intervalul de la câțiva kilometri la câțiva milimetri. Această secțiune a scalei de radiații electromagnetice se referă la domeniul undelor radio. Undele radio sunt folosite pentru comunicații radio, televiziune și radar.

Radiatii infrarosii. Radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai mică de 1-2 mm, dar mai mare de 8 * 10 -7 m, adică cele situate între domeniul undelor radio și domeniul luminii vizibile se numesc radiații infraroșii.

Regiunea spectrului dincolo de marginea roșie a fost studiată pentru prima dată experimental în 1800. Astronom englez William Herschel (1738 - 1822). Herschel a plasat un termometru cu o minge înnegrită la capătul roșu al spectrului și a descoperit o creștere a temperaturii. Bila termometrului a fost încălzită de radiații invizibile pentru ochi. Această radiație a fost numită raze infraroșii.

Radiația infraroșie este emisă de orice corp încălzit. Sursele de radiație infraroșie sunt sobele, radiatoarele de încălzire a apei și lămpile electrice cu incandescență.

Folosind dispozitive speciale, radiațiile infraroșii pot fi convertite în lumină vizibilă, iar imaginile obiectelor încălzite pot fi obținute în întuneric complet. Radiația infraroșie este utilizată pentru uscarea produselor vopsite, a pereților de construcție și a lemnului.

Lumina vizibila. Lumina vizibilă (sau pur și simplu lumina) include radiații cu o lungime de undă de aproximativ 810-7 până la 410-7 m, de la lumina roșie la violetă.

Semnificația acestei părți a spectrului radiațiilor electromagnetice în viața umană este extrem de mare, deoarece o persoană primește aproape toate informațiile despre lumea din jurul său prin viziune.

Lumina este o condiție prealabilă pentru dezvoltarea plantelor verzi și, prin urmare, o condiție necesară pentru existența vieții pe Pământ.

Radiația ultravioletă. În 1801, fizicianul german Johann Ritter (1776 - 1810), în timp ce studia spectrul, a descoperit că dincolo de marginea lui violetă există o regiune creată de razele invizibile pentru ochi. Aceste raze afectează anumiți compuși chimici. Sub influența acestor raze invizibile, clorura de argint se descompune, cristalele de sulfură de zinc și alte câteva cristale strălucesc.

Radiația electromagnetică cu o lungime de undă mai mică decât cea a luminii violete, invizibilă pentru ochi, se numește radiație ultravioletă. Radiația ultravioletă include radiația electromagnetică în intervalul de lungimi de undă de la 4*10 -7 la 1*10 -8 m.

Radiațiile ultraviolete pot ucide bacteriile patogene, deci sunt utilizate pe scară largă în medicină. Radiațiile ultraviolete din compoziția luminii solare provoacă procese biologice care duc la întunecarea pielii umane - bronzare.

Lămpile cu descărcare în gaz sunt folosite ca surse de radiații ultraviolete în medicină. Tuburile unor astfel de lămpi sunt fabricate din cuarț, transparente la razele ultraviolete; De aceea, aceste lămpi se numesc lămpi de cuarț.

raze X. Dacă într-un tub vid se aplică o tensiune constantă de câteva zeci de mii de volți între un catod încălzit care emite un electron și anod, electronii vor fi mai întâi accelerați de câmpul electric și apoi decelerati brusc în substanța anodică atunci când interacționează cu acesta. atomi. Când electronii rapizi dintr-o substanță sunt decelerati sau în timpul tranzițiilor electronilor pe învelișurile interioare ale atomilor, apar unde electromagnetice cu o lungime de undă mai scurtă decât cea a radiației ultraviolete. Această radiație a fost descoperită în 1895 de către fizicianul german Wilhelm Roentgen (1845-1923). Radiația electromagnetică în intervalul de lungimi de undă de la 10 -14 la 10 -7 m se numește raze X.

Razele X sunt invizibile pentru ochi. Ele trec fără o absorbție semnificativă prin straturi semnificative de materie care sunt opace la lumina vizibilă. Razele X sunt detectate prin capacitatea lor de a provoca o anumită strălucire în anumite cristale și de a acționa asupra filmului fotografic.

Capacitatea razelor X de a pătrunde în straturi groase de materie este utilizată pentru a diagnostica boli ale organelor interne umane. În tehnologie, razele X sunt folosite pentru a controla structura internă a diferitelor produse și suduri. Razele X au efecte biologice puternice și sunt folosite pentru a trata anumite boli.

Radiația gamma. Radiația gamma este radiația electromagnetică emisă de nucleele atomice excitate și care rezultă din interacțiunea particulelor elementare.

Radiația gamma este radiația electromagnetică cu cea mai scurtă lungime de undă (l < 10 -10 m). Particularitatea sa este proprietățile sale corpusculare pronunțate. Prin urmare, radiația gamma este de obicei considerată ca un flux de particule - cuante gamma. În regiunea lungimii de undă de la 10 -10 la 10 -14, intervalele de raze X și radiații gamma se suprapun; în această regiune, razele X și razele gamma sunt identice în natură și diferă doar ca origine.

Material de pe Wikipedia - enciclopedia liberă

K:Wikipedia:Pagini pe KUL (tip: nespecificat)

Lungime de undă - frecvență - energie fotonică

Următoarele mărimi sunt utilizate ca caracteristici spectrale ale radiației electromagnetice:

Frecvența de oscilație - scara de frecvență este dată într-un articol separat;
Energia fotonului (cuantică a câmpului electromagnetic).

Transparența unei substanțe pentru razele gamma, spre deosebire de lumina vizibilă, nu depinde de forma chimică și starea de agregare a substanței, ci în principal de sarcina nucleelor care alcătuiesc substanța și de energia razelor gamma. . Prin urmare, capacitatea de absorbție a unui strat de substanță pentru raze gamma poate fi, într-o primă aproximare, caracterizată prin densitatea suprafeței acestuia (în g/cm²). Multă vreme s-a crezut că crearea de oglinzi și lentile pentru razele γ era imposibilă, cu toate acestea, conform cercetărilor recente în acest domeniu, refracția razelor γ este posibilă. Această descoperire poate însemna crearea unei noi ramuri a opticii - γ-optica.

radiații cu raze X

de la 0,1 nm = 1 Å (12.400 eV) la 0,01 nm = 0,1 Å (124.000 eV) - radiații cu raze X dure. Surse: unele reacții nucleare, tuburi catodice.
10 nm (124 eV) până la 0,1 nm = 1 Å (12.400 eV) - raze X moi. Surse: tuburi catodice, radiații cu plasmă termică.

Radiația ultravioletă

Interval: 400 nm (3,10 eV) până la 10 nm (124 eV)

Nume	Abreviere	Lungime de undă în nanometri	Cantitatea de energie pe foton
Aproape	NUV	400 - 300	3,10 - 4,13 eV
In medie	MUV	300 - 200	4,13 - 6,20 eV
Mai departe	F.U.V.	200 - 122	6,20 - 10,2 eV
Extrem	EUV, XUV	121 - 10	10,2 - 124 eV
Vid	VUV	200 - 10	6,20 - 124 eV
Ultraviolet A, rază lungă de undă, lumină neagră	UVA	400 - 315	3,10 - 3,94 eV
Ultraviolete B (gama medie)	UVB	315 - 280	3,94 - 4,43 eV
Ultraviolete C, unde scurte, interval germicid	UVC	280 - 100	4,43 - 12,4 eV

Radiația optică

Radiația în domeniul optic (lumină vizibilă și radiația infraroșie apropiată [ ]) trece liber prin atmosferă și poate fi ușor reflectat și refractat în sistemele optice. Surse: radiații termice (inclusiv Soarele), fluorescență, reacții chimice, LED-uri.

de la 30 GHz la 300 GHz - cuptor cu microunde.
de la 3 GHz la 30 GHz - unde centimetrice (microunde).
de la 300 MHz la 3 GHz - unde decimetrice.
de la 30 MHz la 300 MHz - unde metrice.
de la 3 MHz la 30 MHz - unde scurte.
de la 300 kHz la 3 MHz - unde medii.
de la 30 kHz la 300 kHz - unde lungi.
de la 3 kHz la 30 kHz - unde ultralungi (miriametrice).

Vezi si

Scrieți o recenzie despre articolul „Spectrul electromagnetic”

Note

Spectru electromagnetic



Spectrul vizibil

Cuptor cu microunde

Unde radio

lungimi de undă

Un fragment care caracterizează spectrul electromagnetic

„Cu toate acestea, cred că Mihail Ilarionovici a ieșit”, a spus prințul Andrei. „Vă doresc fericire și succes, domnilor”, a adăugat el și a plecat, dând mâna cu Dolgorukov și Bibilin.
Întorcându-se acasă, prințul Andrei nu s-a putut abține să-l întrebe pe Kutuzov, care stătea în tăcere lângă el, ce credea despre bătălia de mâine?
Kutuzov se uită sever la adjutantul său și, după o pauză, răspunse:
„Cred că bătălia va fi pierdută și i-am spus asta Contelui Tolstoi și i-am cerut să transmită acest lucru suveranului”. Ce crezi că mi-a răspuns? Eh, mon cher general, je me mele de riz et des et cotelettes, melez vous des affaires de la guerre. [Și, dragă generală! Eu sunt ocupat cu orez și cotlet, iar tu ești ocupat cu treburile militare.] Da... Așa mi-au răspuns!

La ora 10 seara, Weyrother cu planurile sale s-a mutat în apartamentul lui Kutuzov, unde a fost numit un consiliu militar. Toți comandanții de coloane au fost rugați să-l vadă pe comandantul șef și, cu excepția prințului Bagration, care a refuzat să vină, toți s-au prezentat la ora stabilită.
Weyrother, care a fost managerul general al bătăliei propuse, a prezentat cu vivacitatea și graba sa un contrast puternic cu nemulțumitul și somnorosul Kutuzov, care a jucat fără tragere de inimă rolul de președinte și lider al consiliului militar. Weyrother se simțea în mod evident în fruntea unei mișcări care devenise de neoprit. Era ca un cal înhamat care fugea la vale cu căruța lui. Dacă conducea sau era condus, nu știa; dar se repezi cât mai repede, nemaiavând timp să discute la ce avea să ducă această mișcare. Weyrother în acea seară a fost de două ori pentru inspecție personală în lanțul inamicului și de două ori cu suveranii, ruși și austrieci, pentru un raport și explicații, și în biroul său, unde a dictat dispozițiile germane. El, epuizat, a venit acum la Kutuzov.
El, se pare, era atât de ocupat încât a uitat chiar să fie respectuos cu comandantul șef: l-a întrerupt, a vorbit repede, neclar, fără să se uite în fața interlocutorului său, fără să răspundă la întrebările care i-au fost puse, era pătat. cu murdărie și părea jalnic, epuizat, confuz și în același timp arogant și mândru.
Kutuzov a ocupat un mic castel nobil lângă Ostralitsy. În camera de zi mare, care a devenit biroul comandantului șef, s-au adunat: Kutuzov însuși, Weyrother și membri ai consiliului militar. Ei beau ceai. Nu așteptau decât ca prințul Bagration să înceapă consiliul militar. La ora 8 sosi comandantul lui Bagration cu vestea că prințul nu poate fi acolo. Prințul Andrei a venit să raporteze acest lucru comandantului-șef și, profitând de permisiunea dată anterior de Kutuzov de a fi prezent la consiliu, a rămas în sală.
„Deoarece prințul Bagration nu va fi acolo, putem începe”, a spus Weyrother, ridicându-se în grabă de la locul său și apropiindu-se de masa pe care era întinsă o hartă imensă a zonei înconjurătoare a lui Brünn.
Kutuzov, într-o uniformă descheiată, din care, parcă s-ar fi eliberat, gâtul său gras plutea pe guler, stătea pe un scaun Voltaire, așezându-și mâinile bătrâne plinuțe simetric pe cotiere și aproape adormise. La sunetul vocii lui Weyrother, își deschise singurul ochi forțat.
„Da, da, te rog, altfel e prea târziu”, a spus el și, dând din cap, l-a coborât și a închis din nou ochii.
Dacă la început membrii consiliului au crezut că Kutuzov se preface că doarme, atunci sunetele pe care le-a scos cu nasul în timpul lecturii ulterioare au dovedit că în acel moment pentru comandantul șef era mult mai important decât dorinţa de a-şi manifesta dispreţul faţă de dispoziţie sau faţă de orice altceva.fie oricum: pentru el era vorba de satisfacerea ireprimabilă a unei nevoi umane – somnul. Era cu adevărat adormit. Weyrother, cu mișcarea unui om prea ocupat pentru a pierde chiar și un minut de timp, s-a uitat la Kutuzov și, asigurându-se că doarme, a luat hârtia și, pe un ton tare și monoton, a început să citească dispozițiile viitoarei bătălii sub titlul, pe care l-a mai citit:
„Dispoziție de a ataca poziția inamice din spatele Kobelniței și Sokolniței, 20 noiembrie 1805”.
Dispoziția a fost foarte complexă și dificilă. Dispoziția inițială prevedea:
Da der Feind mit seinerien linken Fluegel an die mit Wald bedeckten Berge lehnt und sich mit seinerien rechten Fluegel laengs Kobeinitz und Sokolienitz hinter die dort befindIichen Teiche zieht, wir im Gegentheil mit unserem linken Fluegel seinen rechten, sokolienitz sehrlhat vori des Feindes zu attakiren, besondere wenn wir die Doerfer Sokolienitz und Kobelienitz im Besitze haben, wodurch wir dem Feind zugleich in die Flanke fallen und ihn auf der Flaeche zwischen Schlapanitz und dem Thuerassa Walde verfile dem Schlapanitz und dem Thuerassa Walde verfolgen de Schlapanitz, in die Flanke fallen und ihn auf der ch en , welche die feindliche Front decken. Zu dieserien Endzwecke ist es noethig... Die erste Kolonne Marieschirt... die zweite Kolonne Marieschirt... die dritte Kolonne Marieschirt... [Deoarece inamicul își sprijină aripa stângă pe munții acoperiți de păduri și cu aripa dreaptă. el se întinde de-a lungul Kobelnitsa și Sokolnitsa în spatele iazurilor situate acolo, iar noi Dimpotrivă, dacă aripa noastră stângă îi depășește aripa dreaptă, atunci este avantajos pentru noi să atacăm această ultimă aripă inamică, mai ales dacă ocupăm satele Sokolnits și Kobelnits. , având ocazia să atace flancul inamicului și să-l urmărească în câmpia dintre Shlapanits și pădurea Tyuras, evitând cu acele defileuri dintre Shlapanitz și Belowitz, care acopereau frontul inamic. În acest scop este necesar... Prima coloană marșează... a doua coloană marșează... a treia coloană marșează...] etc., citi Weyrother. Generalii păreau reticenți în a asculta dispoziția dificilă. Generalul blond și înalt Buxhoeveden stătea cu spatele lipit de perete și, fixându-și ochii pe lumânarea aprinsă, părea că nu ascultă și nici nu voia să se creadă că ascultă. Direct vizavi de Weyrother, fixându-și ochii strălucitori deschiși asupra lui, într-o ipostază militantă, sprijinindu-și mâinile cu coatele întinse pe genunchi, stătea roșiacul Miloradovici cu mustața și umerii ridicati. A rămas tăcut cu încăpățânare, privind în fața lui Weyrother și și-a luat ochii de la el doar când șeful de stat major austriac a tăcut. În acest moment, Miloradovici s-a uitat semnificativ înapoi la ceilalți generali. Dar din sensul acestei priviri semnificative era imposibil de înțeles dacă era de acord sau nu, dacă era mulțumit sau nemulțumit de dispoziție. Contele Langeron stătea cel mai aproape de Weyrother și, cu un zâmbet subtil al unei fețe sudice franceze care nu l-a părăsit pe tot parcursul lecturii, se uită la degetele sale subțiri, întorcând rapid colțurile unei tabaturi aurii cu un portret. În mijlocul uneia dintre cele mai lungi perioade, a oprit mișcarea de rotație a tabaturii, a ridicat capul și, cu o politețe neplăcută chiar la capătul buzelor subțiri, l-a întrerupt pe Weyrother și a vrut să spună ceva; dar generalul austriac, fără să-și întrerupă lectura, s-a încruntat supărat și și-a fluturat coatele, parcă zicând: mai târziu, atunci îmi veți spune gândurile, acum dacă vă rog să vă uitați la hartă și să ascultați. Langeron și-a ridicat ochii în sus cu o expresie de nedumerire, s-a uitat înapoi la Miloradovici, ca și cum ar fi căutat o explicație, dar, întâlnind privirea semnificativă și lipsită de sens a lui Miloradovici, și-a coborât cu tristețe ochii și a început din nou să învârtească tabatura.
„Une lecon de geographie, [O lecție de geografie”] a spus el ca pentru sine, dar suficient de tare pentru a fi auzit.
Przhebyshevsky, cu o curtoazie respectuoasă, dar demnă, și-a aplecat urechea spre Weyrother, arătând ca un bărbat absorbit de atenție. Mic de statură, Dokhturov stătea chiar vizavi de Weyrother, cu o privire sârguincioasă și modestă și, aplecându-se asupra hărții întinse, studia cu conștiință dispozițiile și terenul necunoscut pentru el. De câteva ori i-a cerut lui Weyrother să repete cuvintele pe care le auzise prost și numele dificile ale satelor. Weyrother și-a îndeplinit dorința, iar Dokhturov a notat-o.
Când lectura, care a durat mai bine de o oră, s-a terminat, Langeron, oprindu-și din nou tabagismul și fără să se uite la Weyrother sau la cineva anume, a început să vorbească despre cât de greu era să duci la îndeplinire o asemenea dispoziție, în care poziția a inamicului ar trebui să fie cunoscută, în timp ce această poziție ar putea fi, nu știm, deoarece inamicul este în mișcare. Obiecțiile lui Langeron erau întemeiate, dar era evident că scopul acestor obiecții era în primul rând dorința de a-l face pe generalul Weyrother să simtă, la fel de încrezător ca școlarii care îi citesc dispozițiile, că are de-a face nu numai cu proști, ci și cu oameni care putea învăța în treburile militare. Când sunetul monoton al vocii lui Weyrother a tăcut, Kutuzov a deschis capitolul, ca un morar care se trezește într-o pauză în sunetul soporific al roților morii, a ascultat ce spunea Langeron și, parcă ar fi spus: „Și tu”. tot vorbesc despre prostiile astea!” închise în grabă ochii şi coborî capul şi mai jos.
Încercând să-l insulte pe Weyrother în mândria militară a autorului său, cât mai sarcastic posibil, Langeron a susținut că Bonaparte ar putea ataca cu ușurință, în loc să fie atacat și, ca urmare, să facă toată această dispoziție complet inutilă. Weyrother a răspuns la toate obiecțiile cu un zâmbet ferm și disprețuitor, evident pregătit dinainte pentru orice obiecție, indiferent ce i-ar fi spus.

Principala caracteristică a spectrului electromagnetic, care reprezintă un set de intervale de frecvență, este procesul undei. Ca rezultat, spectrul electromagnetic poate fi determinat de lungimea de undă și frecvența sa.

Frecvența este cât de repede vibrează un val sau urcă și coboară. Lungimea de undă este distanța dintre două vârfuri. Frecvența și lungimea sunt invers legate, ceea ce înseamnă că undele de joasă frecvență au oscilații mai lungi și invers.

O persoană poate vedea lumina într-un anumit interval de lungimi și frecvențe de vibrație. Acest interval se numește spectru vizibil. Gama de frecvență a spectrului vizibil este de la 405 teraherți la 790 teraherți.

Tipuri de unde și spectru electromagnetic

Spectrul electromagnetic include un spectru larg de unde pe care oamenii nu le pot vedea. Tipurile de unde invizibile sunt undele radio, infraroșii și razele X. Aceste tipuri de vibrații sunt utilizate pe scară largă în diferite domenii ale științei și tehnologiei.

Dacă o persoană avea ochi ca un șarpe cu clopoței sau o bufniță, putea vedea bine noaptea. Pentru a ajuta piloții să vadă în întuneric sau pe vreme rea, în cockpit este instalat un radar care detectează reflectarea undelor radio. Și dacă ochii oamenilor ar fi sensibili ca fasciculele unei camere cu raze X, oamenii ar putea chiar să vadă prin organe sau clădiri!

Lumina pe care oamenii o pot vedea este doar o parte din toată energia electrică și magnetică din jurul lumii noastre. Undele radio, razele X, razele gamma și undele luminoase funcționează în mod similar. Toată această energie împreună se numește spectru electromagnetic.

În spectrul vizibil, culoarea luminii depinde de frecvență. reprezinta o combinatie complexa formata din mai multe lungimi. Trecerea spectrului vizibil printr-o prismă creează un „curcubeu” prin redirecționarea fiecărei lungimi de undă la un unghi ușor diferit. Ordinea culorilor este roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo (albastru închis) și violet.

Culorile luminii

Ce vedem când observăm lumina reflectată de un obiect. Când lumina lovește un obiect, mai multe lungimi de undă sunt absorbite de acel obiect, iar unele sunt reflectate. Lumina de lungimi de undă diferite apare ca culori diferite. Când vedem un obiect de o anumită culoare, înseamnă că lumina acelei culori este reflectată de obiect. De exemplu, când vezi o cămașă roșie, cămașa absoarbe toate culorile luminii, cu excepția roșului. Frecvența luminii pe care o vedem este o reflexie de roșu și vedem această cămașă roșie.

Alb și negru sunt puțin diferite de alte culori. Albul este o combinație a tuturor culorilor, așa că atunci când vedem albul, obiectul reflectă toate culorile luminii. Negrul este opusul. Când vedem un obiect negru, înseamnă că aproape toate culorile luminii sunt absorbite.

Culori aditivi

Aditivitate – întreaga valoare a unei cantități este egală cu suma valorilor părților sale componente.

Culorile primare aditive pot fi combinate pentru a face orice altă culoare. Acestea sunt trei culori roșu, albastru și verde. Acest fapt este folosit tot timpul în tehnologii precum ecranele computerelor și televizoarele. Combinând doar cele trei tipuri de bază de lumină în moduri diferite, se poate realiza orice culoare.

Culori subtractive

Scădere - scăderea componentelor din albul uniform.

Dacă aveți lumină albă și doriți să scădeți culori pentru a obține orice altă culoare, atunci trebuie să utilizați culori străctive primare pentru a filtra sau elimina lumina anumitor culori. Culorile străctive primare sunt cyan, magenta și galben.

Ce este radiația electromagnetică?

Undele luminoase și alte tipuri de energie care sunt emise provoacă radiații electromagnetice. Împreună alcătuiesc ce numit spectru electromagnetic. Ochii noștri pot vedea doar o parte limitată a spectrului electromagnetic - vedem curcubee colorate într-o zi însorită, dar ploioasă, când o parte incredibil de îngustă a radiației electromagnetice este refractată de picăturile de ploaie. Aceasta este energia luminii vizibile și, la fel ca undele radio și orice altceva, este făcut din unde electromagnetice.

Aceste modele ondulatorii de electricitate și magnetism se răspândesc cu o viteză de 300.000 km pe secundă.

Lumina pe care o văd oamenii rulează pe un spectru de la roșu (frecvența cea mai joasă și lungimea de undă cea mai lungă pe care o pot detecta ochii) până la portocaliu, galben, verde, albastru și indigo (albastru închis) și violet.

Cum se mișcă o undă electromagnetică?

Dacă am putea privi în interiorul unui fascicul de lumină (sau a altor unde electromagnetice), ceea ce am vedea este că o undă electrică vibrează într-o direcție, în timp ce o undă magnetică vibrează într-o direcție perpendiculară. Cele două valuri vibrează într-o relație perfectă, călătorind mereu împreună în direcția perpendiculară.

Încă din secolul al XIX-lea, oamenii de știință au înțeles că electricitatea și magnetismul sunt parteneri egali care lucrează împreună îndeaproape în orice moment.

Ce tipuri de energie alcătuiesc spectrul electromagnetic?

Alte tipuri de radiații electromagnetice pe care obiectele le emit

Unde radio: Dacă ochii noștri ar putea vedea unde radio, am putea (teoretic) să ne uităm la programe TV doar privind cerul! Lungimea undelor radio: 30 cm – 500 m. Undele radio acoperă o gamă uriașă de frecvențe variind de la zeci de centimetri de înaltă frecvență la sute de metri în gama de frecvențe joase. Unda electromagnetică este mai mare decât unda radio cu microunde a unui cuptor cu microunde.
Cuptor cu microunde: Astfel de unde radio sunt folosite nu numai pentru gătirea alimentelor într-un cuptor cu microunde, ci și pentru transmiterea informațiilor în tehnologia radar. Dimensiune tipică: 15 cm (lungimea creionului).
Infraroşu: doar cu o frecvență puțin mai scurtă decât roșu. Există un fel de „lumină fierbinte” invizibilă numită IR. Deși nu putem vedea radiația, le putem simți prin încălzirea pielii atunci când ne lovește fața - aceasta este ceea ce credem ca fiind căldură radiată. Dacă oamenii ar avea ochi ca cei ai șarpelor cu clopoței, oamenii ar vedea radiații infraroșii precum lentilele de vedere pe timp de noapte încorporate în capul nostru. Lungime tipică de leagăn: 0,01 mm
Spectrul vizibil care este explicat mai sus.
Ultraviolet: Aceasta este mai mare decât frecvența luminii violete pe care ochii noștri o pot detecta. Soarele transmite radiații ultraviolete puternice pe care oamenii nu le pot vedea. Acesta este motivul pentru care o persoană se bronzează chiar și atunci când înoată în mare sau în zilele înnorate. Acesta este motivul pentru care crema de protecție solară este atât de importantă. Lungimea tipică a vibrației: 500 Nm (ca o bacterie mare).
raze X: Un tip foarte util de unde de înaltă frecvență, utilizat pe scară largă în medicină și securitate. Dimensiune tipică: 0,1 Nm (lățimea atomică).
Raze gamma: emit substante radioactive si sunt periculoase pentru viata. Dimensiune tipică: 0,02 Nm (nucleu atomic).