Przydatność 65%

Rodzaje, własności i zastosowanie posczególnych fal elektromagnetycznych.

Autor:

Fale elektromagnetyczne znalazły olbrzymie zastosowanie przede wszystkim w urządzeniach takich jak: radia, telewizja, radary. Trudno sobie wyobrazić obecne życie bez tych wszystkich urządzeń, które uważamy za oczywiste i naturalne, a ich niezbędność zauważamy, gdy w naszym mieszkaniu zabraknie prądu. Każde państwo dąży do rozwoju cywilizacyjnego, a poziom ten zależy przede wszystkim od transportu i prędkości przemysłu informacji. Informacja ma olbrzymią siłę rynkową dla wielkich firm, ale też niemniejsze znaczenie dla zwykłego obywatela. W erze miniaturyzacji, kiedy telewizory są wielkości kalkulatora, a odbiorniki radiowe wielkości broszek- trzeba sobie zdać sprawę, że nie byłoby tego, gdyby nie szkocki fizyk o otwartym umyśle matematycznym.

Fale elektromagnetyczne są to zaburzenia pola elektromagnetycznego, rozchodzące się w przestrzeni ze skończoną prędkością. Są falami poprzecznymi, tzn. w każdym punkcie pola wektor natężenia pola elektrycznego E i wektor indukcji magnetycznej B są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fal elektromagnetycznych i do siebie, a ich prędkość rozchodzenia się w próżni c m/s . Własności, warunki powstawania i rozprzestrzeniania się fal elektromagnetycznych opisują w zupełności równania falowe wynikające z równań Maxwella. Istotny wpływ na takie własności fal elektromagnetycznych, jak prędkość rozchodzenia się, polaryzacja, natężenie, ma ośrodek, w którym się rozchodzą fale elektromagnetyczne. W realnych ośrodkach występuje dyspresja fal elektromagnetycznych, tzn. zależność prędkości ich rozchodzenia się od częstotliwości fali. Charakterystyczne dla fal elektromagnetycznych są zjawiska interferencji, dyfrakcji, załamania, oraz całkowitego wewnętrznego odbicia. Charakterystyka przestrzenno- czasowa dla fal elektromagnetycznych jest określana zarówno przez własności ośrodka, w którym się one rozchodzą, jak przez własności źródła promieniowania. Najprostszy przypadek wzbudzenia oraz rozprzestrzeniania się fal elektromagnetycznych stanowi wzbudzenie w jednorodnym ośrodku izotropowym za pomocą drgającego dipola Hertza. Stanowi go odcinek przewodu o długości jednego (-długość wytwarzanej fali elektromagnetycznej), elektrycznie obojętny jako całość, opisany przez elektryczny moment dipolowy. W odległości od dipola dużo większej odtworzy się strefa falowa, gdzie rozchodzą się fale elektromagnetyczne poprzeczne, spolaryzowane liniowo. Ze względu na różne sposoby wytwarzania, odbioru i detekcji fal elektromagnetycznych, jak również ze względu na różny charakter ich oddziaływania z materią rozróżnia się: fale elektromagnetyczne niskiej częstotliwości (=10-10m).

Fale radiowe (=10) są to fale elektromagnetyczne wytwarzane, gdy swobodne elektrony zaczynają drgać (a więc są przyspieszane) pod wpływem pola elektrycznego. Ponieważ częstotliwość zależy od przyłożonego pola, fale powstają raczej jak regularny strumień, a nie losowo. Ze względu na długości fal rozróżnia się poszczególne typy fal radiowych. Istnieją dwa podziały: tradycyjny i dekadowy, zalecany przez Regulamin Radiokomunikacyjny. Stosowane są w łączności radiowej.

Fale świetlne (=10), dzielą się na promieniowanie podczerwone, światło widzialne i promienie ultrafioletowe.
Promieniowanie podczerwone (podczerwień) są to fale elektromagnetyczne wytwarzane przez gorące ciało i niektóre lampy wyładownicze. Powodują największy przyrost temperatury spośród wszystkich fal elektromagnetycznych, ponieważ są najłatwiej pochłaniane. Promieniowanie podczerwone stosowane jest w analizach chemicznych, lotnictwie, diatermii, suszeniu, obserwacji w ciemności i ogrzewaniu.

Światło widzialne jest to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali zawartej w przedziale 380-780nm. Są to fale, które może wykrywać ludzkie oko. Wytwarzane jest przez lampy wyładowcze i każdą rozżarzoną substancję. Światło widzialne wywołuje wrażenie barwne, a światło białe jest mieszaniną świateł o różnej długości fal. Światło w próżni rozchodzi się z jednakową prędkością w każdym układzie odniesienia. Powoduje zmiany chemiczne, np.: na błonie fotograficznej. Zjawisko związane z rozchodzeniem się światła bada optyka.

Promieniowanie ultrafioletowe (UV). Są to fale elektromagnetyczne, wytwarzane, np.: przy przepływie prądu elektrycznego przez zjonizowany gaz pomiędzy dwoma elektrodami. Są także emitowane przez słońce, lecz tylko niewielka część osiąga powierzchnię ziemi (większość traci energię na jonizację atomów w atmosferze). Te małe ilości są istotne dla życia, lecz większe dawki są niebezpieczne. Ultrafiolet wywołuje fluorescencję i fotoluminescencję, np.: w świetlówkach, a także szereg reakcji chemicznych, np.: ciemnienie skóry.

Promieniowanie Rentgenowskie (=10), są to fale elektromagnetyczne jonizujące gazy, wywołujące fosforescencję i zmiany chemiczne w materiałach chemicznych. Promieniowanie to jest podobne do światła widzialnego, lecz o dużo większej energii. Jest „przenikliwe” dla ciała o lekkich atomach. Cięższe atomy (np.: metali) absorbują to promieniowanie, dzięki czemu widzimy nasze kości na zdjęciach Rentgenowskich. Wykorzystuję się je w medycynie (prześwietlenia i radioterapia nowotworowa).

Promieniowanie Gamma> Jest to promieniowanie o długościach mniejszych od 10-10m. Fale elektromagnetyczne emitowane przez substancję promieniotwórcze lub wzbudzone jądra atomów. Są w tym samym paśmie, co promieniowanie Rentgenowskie, lecz powstają inaczej i zajmują górny kraniec pasma ze względu na energię. Promieniowanie to jest bardzo przenikliwe i szkodliwe dla organizmów żywych.
Mikrofale. Są to fale elektromagnetyczne o długości 0,1mm-1m. Źródłami tych fal są klistrony, magnetrony i inne obwody półprzewodnikowe. Stosowane są w radiolacji, kuchenkach, medycynie, stereoskopii mikrofalowej.

Najbardziej krótkofalowe promieniowanie obserwuje się w promieniowaniu kosmicznym. Trzeba tu zaznaczyć, że podział taki ma charakter umowny, ponadto w przypadku promieniowania rentgenowskiego i promieniowania gamma odpowiadające im długości fal nie są powszechnie jednoznacznie przyjęte. Największe różnice we własnościach fal elektromagnetycznych z różnych okresów objawiają się przy ich oddziaływaniu z materią. Przy długościach mniejszych od podczerwieni dominują procesy o charakterze wybitnie kwantowym. Obecny stan techniki budowy urządzeń radiowych bardzo wysokich częstotliwości pozwala zarówno rejestrować fale elektromagnetyczne wysyłane przez atomy i cząsteczki, jak wytwarzać fale elektromagnetyczne mogące być w sposób selektywny pochłaniane przez atomy i cząsteczki, co pozwala na badanie wielu interesujących zjawisk kwantowych w zakresie fal radiowych (radiospektroskopia).

Przydatna praca?
Przydatna praca? tak nie 119
głosów
Poleć znajomym

Serwis Sciaga.pl nie odpowiada za treści umieszczanych tekstów, grafik oraz komentarzy pochodzących od użytkowników serwisu.

Zgłoś naruszenie