FALE ELEKTROMAGNETYCZNE

Rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego nazywamy FALĄ ELEKTROMAGNETYCZNĄ. Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi tzn. w każdym punkcie pola wektor natężenia pola elektrycznego i wektor indukcji magnetycznej są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fal elektromagnetycznych. Istnienie fali elektromagnetycznej przewidział James Clerk Maxwell w roku 1861. Pierwszej emisji i odbioru fal elektromagnetycznych dokonał Heinrich Hertz w roku 1886

Promieniowanie elektromagnetyczne rozchodząc się objawia swe wasności falowe zachowując sięjak każda fala, ulega interferencji, dyfrakcji, spełnia prawo odbicia i załamania. Własności promieniowania elektromagnetycznego silnie zależą od długości fali (częstotliwości promieniowania) i dlatego dokonano podziału promieniowania elektromagnetycznego ze względu na jego częstotliwość. Fala elektromagnetyczna rozchodzi się również w próżni.

Pasma fal elektromagnetycznych Pasmo Częstotliwość fali Długość fali Energia pojedynczego kwantu promieniowania (fotonu) Fale radiowe do 300 MHz powyżej 1 m poniżej 1.24 μeV Mikrofale od 300 MHz do 300 GHz od 1 m do 1 mm od 1.24 μeV do 1.24 meV Podczerwień od 300 GHz do 400 THz od 1mm do 780 nm od 1.24 meV do 1.6 eV Światło widzialne od 400 THz do 789 THz od 780 nm do 380 nm od 1.6 eV do 3.4 eV Ultrafiolet od 789 THz do 30 PHz 380 nm do 10 nm od 3.4 eV do 124 eV Promieniowanie rentgenowskie od 30 PHz do 60 EHz 10 nm do 5 pm od 124 eV do 250 keV Promieniowanie gamma powyżej 60 EHz poniżej 5 pm powyżej 250 keV Elektronowolt (eV) – jednostka energii stosowana w fizyce . Jeden elektronowolt jest to energia, jaką uzyskuje elektron, który jest przyspieszany napięciem równym 1 woltowi

Granice poszczególnych zakresów promieniowania elektromagnetycznego są umowne i nieostre. Dlatego promieniowanie o tej samej długości może być nazywane falą Radiową lub mikrofalą -w zależności od zastosowania. Graniczne promieniowanie gamma i promieniowanie rentgenowskie rozróżnia się z kolei ze względu na źródło tego promieniowania. Najdokładniej określone są granice dla światła widzialnego. Są one zdeterminowane fizjologią ludzkiego oka.

Fale radiowe Fale radiowe znajdują bardzo szerokie zastosowanie w telekomunikacji, radiofonii, telewizji, radioastronomii i wielu innych dziedzinach nauki i techniki. W technice podstawowym źródłem fal radiowych są anteny zasilane prądem przemiennym odpowiedniej częstotliwości. Wiele urządzeń generuje też zakłócenia będące falami radiowymi, wymienić tu można na przykład: zasilacze impulsowe, piece indukcyjne, spawarki, zapłon iskrowy silników samochodowych. Naturalne źródła fal radiowych to między innymi wyładowania atmosferyczne, zorze polarne, radiogalaktyki. W atmosferze propagacja fal radiowych jest dosyć skomplikowana, zachodzą różnorodne odbicia i ugięcia fali fale , których długośćjest większa od 2000 metrów nie mają żadnego zastosowania.

Mikrofale od 1 milimetra do 1 metra Podstawowe zastosowania mikrofal to łączność (na przykład telefonia komórkowa, radiolinie, bezprzewodowe sieci komputerowe) oraz technika radarowa. Wiele dielektryków mocno absorbuje mikrofale, co powoduje ich rozgrzewanie i jest wykorzystywane w kuchenkach mikrofalowych, przemysłowych urządzeniach grzejnych i w medycynie. W elektronice mikrofalowej rozmiary elementów i urządzeń są porównywalne z długością fali przenoszonego sygnału Pole mikrofalowe może w niekorzystny sposób oddziaływać na organizmy żywe. Przede wszystkim obserwuje się podwyższenie temperatury ciała, ogólne zmęczenie, bóle głowy, zaburzenia pamięci i apatię. Do takiej sytuacji może dojść gdy średnia gęstość strumienia mocy stacjonarnej mikrofal przekroczy wartość 0,1 W/m . Wartość ta uważana jest za graniczną dla strefy bezpieczeństwa.

Podczerwień Promieniowanie podczerwone jest nazywane również cieplnym, szczególnie gdy jego źródłem są nagrzane ciała. Każde ciało o temperaturze większej od zera bezwzględnego emituje takie promieniowanie. W paśmie promieniowania podczerwonego są prowadzone obserwacje astronomiczne i meteorologiczne. Jest ono używane w technice grzewczej. Promieniowanie podczerwone również jest stosowane do przekazu informacji - do transmisji. Spektroskopia w podczerwieni umożliwia identyfikację organicznych związków chemicznych i badanie ich struktury.

Ultrafiolet Promieniowanie ultrafioletowe jest zaliczane do promieniowania jonizującego, czyli ma zdolność odrywania elektronów od atomów i cząsteczek. Obserwacje astronomiczne w ultrafiolecie rozwinęły się dopiero po wyniesieniu ponad atmosferę przyrządów astronomicznych. W technice ultrafiolet stosowany jest powszechnie. Powoduje świecenie (fluorescencję) wielu substancji chemicznych. Niektóre owady, na przykład pszczoły, widzą w bliskiej światłu widzialnemu części widma promieniowania ultrafioletowego, również rośliny posiadają receptory ultrafioletu Dzięki swym właściwością znajduje szerokie zastosowanie w medycynie (fizykoterapia, sterylizacja), biologii (badania mikroskopowe tkanek i komórek), mineralogii (analiza minerałów formacji)

Słońce w ultrafiolecie W lampie jarzeniowej ultrafiolet wytwarzany jest z użyciem rozprężonych par rtęci, przez które płynie prąd elektryczny. Luminofor pochłania to promieniowanie i emituje światło białe. Obserwacja ciał niebieskich emitujących ultrafiolet- za pomocą teleskopu Hubble'a

Promieniowanie rentgenowskie Technicznie promieniowanie rentgenowskie uzyskuje się przeważnie poprzez wyhamowywanie rozpędzonych cząstek naładowanych. Źródłem wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego są również przyspieszane w akceleratorach cząstki naładowane. Promieniowanie rentgenowskie jest wykorzystywane do wykonywania zdjęć rentgenowskich do celów defektoskopii i diagnostyki medycznej. W zakresie promieniowania rentgenowskiego są również prowadzone obserwacje astronomiczne.

Promieniowania gamma jest promieniowaniem jonizującym. Promieniowanie gamma Promieniowania gamma jest promieniowaniem jonizującym. Promieniowanie gamma towarzyszy reakcjom jądrowym powstaje w wyniku anihilacji czyli zderzenie cząstek, oraz rozpad cząstek elementarnych Niekiedy bywa nazywane wysokoenergetycznym promieniowaniem rentgenowskim. Promienie gamma mogą służyć do sterylizacji żywności i sprzętu medycznego. W medycynie używa się ich w radioterapii oraz w diagnostyce. Zastosowanie w przemyśle obejmują badania defektoskopowe.

Zastosowanie - sterylizacja sprzętu medycznego jak również produktów spożywczych   - w medycynie: radioterapia (tzw. bomba kobaltowa) do leczenia raka, oraz w diagnostyce np. pozytywna emisyjna tomografia komputerowa, -pomiar grubości gorących blach stalowych, -w badaniach procesów przemysłowych (np. przepływu miesznin wielofazowych , przeróbki rudy miedzi).