Електромагнитен спектър   Leave a comment

Електромагнитен спектър се нарича диапазонът (обхватът) на всички възможни електромагнитни излъчвания.

Електромагнитното излъчване (ЕМИ) е разпространяваща се през пространството вълна с електрическа и магнитна компонента. Изразът електромагнитно излъчване също се използва като синоним за електромагнитни вълни в по-общ смисъл.

Вълната е периодична или непериодична промяна на физическите параметри на дадена система, причинена от действие или взаимодействие, която се разпространява с крайна скорост, зависеща от характеристиките на средата. Различават се механични вълни (водни, звукови и др.) и електромагнитни вълни (радиовълни, микровълни, инфрачервени лъчи, видима светлина, ултравиолетови , рентгенови и гама лъчи).

                                                                

_____________________________________________Честота                                                       Скорост

Електромагнитния спектър включва само електромагнитните вълни, но за по-голяма нагледност в показаната схема са включени и механичните.

Механични вълни

Когато дадено тяло трепти, в заобикалящия го въздух възникват звукови вълни. Те предизвикват налягане върху тъпанчето на ухото, в резултат на което се получава възприятието за звук. Трептенията се предават по въздуха, но също така и през други газове, течности и твърди тела. Не могат да се разпространяват във вакуум, поради което в космоса не се чува звук.

– Инфразвук – Това е вълна с честота, по-малка от тази, доловима от човешкото ухо. За горна граница на инфразвуковите вълни се приемат честотите от 16 Hz до 20Hz(минималната честота която се улавя от човешкото ухо). Инфразвуковите вълни имат способността да се разпространяват на големи разстояния. На 1000 км намаляват само с няколко децибела. В природата източници на инфразвук са електрически заряди в атмосферата, лавини, земетресения, вулкани и метеори, водопади, морски вълни, оръдейни изстрели, взривове. Известно е също така, че китовете, слоновете, носорозите, жирафите, антилопите окапи и алигаторите използват инфразвук, за да предават съобщения.

– Звук – Това е надлъжна механична вълна – трептене на материята, което се предава като периодична промяна на налягането (вследствие сгъстяване и разреждане на средата) и се възприема от слуховия апарат. Звук със сила над 120 dB е опасен за хората.

– Ултразвук – Това са вълни с честота, по-голяма от горната граница на човешкия слух, около 20 килохерца. Някои животни като кучета, делфини, прилепи, могат да чуват ултразвук.В медицината ехографа и диагностичните скенери работят с ултразвук.Намира приложение във физиотерапията, разбиване камъни в бъбреците и лекуване перде на окото.

 Скорост на звука

 Самолет FA-18 Hornet на ВМС на САЩ преодолява звуковата бариера. Бялото облаче е образувано от капчици кондензирана вода, образували се като резултат от рязкото спадане на налягането на въздуха около самолета.

Електромагнитни вълни

Електромагнитните вълни, се разпространяват в пространството със скоростта на светлината (300 000 км/сек). Електромагнитните вълни с определена дължина (минималното разстояние между две точки на вълната с еднаква фаза) ламбда λ (във вакуум) имат съответна честота ν (броя повторения на едно събитие за единица време)и енергия на фотона E(способност за извършване на работа). Затова електромагнитният спектър може да се опише еднакво добре като функция на коя да е от тези три величини. Връзката между тях се описва с уравненията:

където:

c е скоростта на светлината, c = 299 792 458 m.s-1 ≈ 300 000 km.s-1.

Честотите се измерват в Херци (Hz). 1 Hz е едно колебание (трептение) в секунда, 1 МегаХерц (MHz) – 1 милион колебания в секунда (s).

На честота 1 MHz съответства дължина на вълната от приблизително 300 m. С увеличаване на честотата, дължината на вълната намалява, и обратно, с намаляване на честотата, дължината става по-голяма.

Скоростта на електромагнитните вълни във вакуум е универсална физическа константа с=299 792 458 м/сек, откъдето и съвременното определение за метър е разстоянието, изминато от светлината за 1/299 792 258 s. Скоростта на звуковите вълни във въздуха е 344 м/сек. (1238 км/час).

Интересни факти

 Светлината на Слънцето достига до Земята за 8 минути, а автомобил би изминал това разстояние за 180 години, ако се движи със скорост 60 km/h.

 Светлината изминава един метър за 3,3 наносекунди

 Светлината изминава един километър за 3,3 микросекунди

 Светлината изминава разстоянието до Земята от нейната геостационарна орбита за 0,12 секунди

 Светлината обикаля Земята по екватора за 0,13 секунди

 Светлината изминава разстоянието от Земята до Луната за 1,3 секунди

 Светлината изминава разстоянието от един парсек за 3,26 години

 Светлината изминава разстоянието от Алфа Центавър до Земята за 4,4 години

 Светлината прекосява Млечния път за 100 000 години

 Светлината изминава разстоянието от галактиката Андромеда до Земята за 2 500 000 години.

Ако искате лесно да превърнете дадена единица в друга  http://bultranslator.com/units/

– Радиовълните са електромагнитни вълни с дължина на вълната от 10 000 km до десети от милиметъра. Използват се за предаване на информация (говор,музика, изображения). Радиовълните пренасят в пространството енергия, излъчена от генератор за електромагнитни трептения.

Радиовълните се делят на:

– Микровълните, известни още като радиовълни със свръхвисока честота (СВЧ радиовълни), имат дължина на вълната приблизително в диапазона от 30 cm (честота 1 GHz) до 1 mm (300 GHz). В микровълновата печка се използва магнетронен генератор за произвеждане на микровълни с честота около 2,45 GHz с цел готвене на храна. През седемдесетте и осемдесетте години на двадесети век НАСА проучва възможността спътници, снабдени със слънчеви батерии, да произвеждат енергия и да я изпращат на Земята посредством микровълни.

– Инфрачервеното излъчване или инфрачервената светлина е електромагнитно излъчване с дължина на вълната от 0,7 до 300 μm, тоест от края на червената област на видимия спектър до микровълновото излъчване.

– Видим спектър или видим диапазон на светлината се нарича онази част от електромагнитния спектър, която може да се възприеме от човешкото око. Обикновено се приема, че човешкото око е чувствително към дължини на вълната от 400 до 750 nm

– Ултравиолетовите лъчи (UV) са електромагнитно излъчване с дължина на вълната по-къса от тази на видимата светлина, но по-дълга от тази на рентгеновите лъчи, между 10 и 400 nm, и с енергия между 3,10 и 124 електрон волта. Наименованието им идва от факта, че тази част от спектъра включва честотите, непосредствено над тези, идентифицирани от хората като виолетов цвят. Ултравиолетовото излъчване е част от спектъра на слънчевата светлина и може да се генерира от електрическите дъги или от предназначени за тази цел лампи за черна светлина. Класифицирано като нейонизиращо излъчване, то може да предизвиква някои химични реакции, а при някои вещес-тва и флуоресценция. В ежедневието най-честата проява на ултравиолетовите лъчи е в предизвикваното от тях слънчево изгаряне, но ултравиолетовият спектър има и много други ефекти, както полезни, така и вредни, върху човешкото здраве. Във фотолитографията и лазерната техника терминът дълбоки ултравиолетови или DUV се отнася за лъчения с дължина под 300 nm. Някои животни, включително птици, влечуги и насекоми (напр. пчелите) виждат в близката ултравиолетова част от спектъра. Много плодове, цветя и семена ярко се отличават по-ярко в ултравиолетово, отколкото в обхвата на човешкото зрение. Скорпионите светят или приемат жълта или зелена окраска под действието на ултравиолетовите лъчи. Много птици имат шарки в перата си, които могат да бъдат наблюдавани само в ултравиолетово, а урината и други секреции на някои животни, вкл. на човека, се открояват много по-лесно, когато са облъчени с ултравиолетови лъчи.

– Рентгеновото лъчение (често наричано и Рентгенови лъчи) е вид електромагнитно излъчване с дължина на вълната в обхвата от 10 до 0,01 нанометра, което отговаря на честота от 30 до 30000 PHz (1PHz=1015 Hz) Hz. Използва се в медицината  за диагностика и в кристалографията. Рентгеновите лъчи са вид йонизиращо излъчване и като такива са опасни за живите същества.

– Гама-лъчите (γ-лъчи, гама-радиация) са форма на електромагнитно излъчване с много малка дължина на вълната – от порядъка на 10-11 м, получаващи се при субатомни реакции, например радиоактивен разпад. Имат силна проникваща способност, висока честота – 1019 Hz и силно йонизиращо действие, поради което са опасни за живите същества. Енергията им е в диапазона 105—109 eV. Гама-лъчите за разлика от α-частиците и β-частиците не се отклоняват в електромагнитно поле.Обикновено те достигат до нас като фотони с енергия над 100 keV. В електромагнитния спектър те са разположени в областта на големите честоти и съответно са с малка дължина на вълната. Радиоактивните материали могат да излъчват гама-лъчи. Те проникват дълбоко в живите тъкани и могат да предизвикат рак. Подобно на светлината, и гама-лъчите са съставени от фотони, но при гама-лъчите тези фотони имат изключително голяма енергия.


Advertisements

Вашият коментар

Попълнете полетата по-долу или кликнете върху икона, за да влезете:

WordPress.com лого

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Промяна )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Промяна )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Промяна )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Промяна )

Connecting to %s

%d bloggers like this: