Fale elektromagnetyczne

Światło, fale radiowe promieniowanie rentgena. Dzięki temu, że wszystkie ciała emitują jakiś fale możemy stwierdzić, że istnieją. Wyjątek miały stanowić czarne dziury. Kosmiczne obiekty tak masywne że z ich wnętrza nie mogło się wydostać nic, nawet światło. Stąd zresztą określenie czarne czyli pochłaniające wszystkie promienie. Okazuje się jednak że nawet czarne dziury promieniują. W wyniku tak zwanego promieniowania Hawkinga mogą po pewnym choć niezwykle długim czasie kompletnie wyparować. Ciepło, które czujesz gdy trzymasz rękę niedaleko kaloryfera to nic innego jak promieniowanie elektromagnetyczne. Może Cię to zdziwi ale ono także rozchodzi się w postaci fal podobnie jak poznane już przez Ciebie fale morskie czy dźwiękowe, o których mówiliśmy w innych filmach. Światło, promieniowanie mikrofalowe radiowe czy to emitowane przez nasze telefony komórkowe to także fale elektromagnetyczne. Czym jest fala elektromagnetyczna i dlaczego ma tak różne oblicza? O tym opowiem Ci w tym filmie. Ładunki elektryczne wytwarzają pole elektryczne a magnesy pole magnetyczne. W lekcjach o magnetyzmie dowiedzieliśmy się jednak że przewodnik przez który płynie prąd oddziałuje z igłą magnesu a więc oprócz pola elektrycznego musi wytwarzać także magnetyczne. Prąd to nic innego jak poruszające się ładunki. Jeśli poruszają się w sposób zmienny na przykład zmienia się kierunek przepływu prądu lub jego natężenie to zmieniać się będzi pole wokół takiego ładunku. Takie zmienne pole przyjmuje postać fali elektromagnetycznej. Jeśli zmiany te będą okresowe to takie też będą zmiany pola. Między falami mechanicznymi a elektromagnetycznymi istnieją pewne podobieństwa. Oba rodzaje fal są wywołane przez drgania przenoszą energię oraz mają swoją częstotliwość długość fali i prędkość. Główną różnicą jest fakt że fale mechaniczne potrzebują ośrodka w którym mogą się rozchodzić na przykład wody czy powietrza a fale elektromagnetyczne tego ośrodka nie potrzebują. Mogą rozchodzić się nawet w próżni. Dla fal elektromagnetycznych energia jest związana z częstotliwością fali a więc także z jej długością bo jak wiemy im dłuższa fala tym mniejsza jej częstotliwość. Ze względu na długość fale dzielimy na radiowe — najdłuższe mikrofale promieniowanie podczerwone światło widzialne ultrafiolet promieniowanie X zwane także rentgenowskim i promieniowanie gamma. Pewnie żadna z tych nazw nie jest Ci obca tylko nigdy nie przyszło Ci do głowy że wszystkie należą do jednej rodziny fal elektromagnetycznych. Podział fal jest związany nie tylko z ich długością ale także zastosowaniem i sposobem otrzymywania. Dlatego zakresy które podajemy są tylko orientacyjne i możesz się spotkać z różnymi wartościami w różnych publikacjach. Fale radiowe to fale o długości od 0,1 milimetra do nawet 100 kilometrów. Ogromny zakres, dlatego stosuje się dodatkowy podział na fale długie średnie, krótkie i ultrakrótkie. Naturalnymi źródłami fal radiowych są słońce i gwiazdy. Takie fale odbierają radioteleskopy. Ty jednak spotykasz się głównie z falami radiowymi wykorzystywanymi w komunikacji. Te generujemy sztucznie wywołując w antenach nadawczych drgania elektronów które powodują wytworzenie fali elektromagnetycznej. Aby dwa urządzenia mogły się komunikować za pomocą fal radiowych muszą pracować w takim samym zakresie częstotliwości. Kiedy szukasz ulubionej stacji radiowej zmieniasz właśnie częstotliwość fal jaką odbiera Twoje urządzenie. Obecnie stacje radiowe najczęściej działają na częstotliwościach mierzonych w megahercach. Mikrofale to fale wykorzystywane w radarach i telefonii komórkowej a także w kuchenkach mikrofalowych. Potrafią rozgrzewać niektóre substancje głównie zawierające wodę poprzez wprowadzenie ich w drgania. Wnikają one na pewną głębokość. Osiągamy więc efekt grzania od środka. Promieniowanie podczerwone nazywamy także cieplnym. To je odczuwasz, kiedy przybliżysz rękę do rozgrzanego kaloryfera. Promieniowanie to emituje każde ciało a tym więcej im wyższa jest jego temperatura. Tworząc urządzenia wykrywające promieniowanie podczerwone możemy wykryć ciała których temperatura różni się od otoczenia. Zjawisko to znalazło zastosowanie między innymi w noktowizorach umożliwiających widzenie w ciemności czujnikach ruchu czy kamerach termowizyjnych. Światło widzialne to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fal od 380 do 780 nanometrów. Nasze oko jest w stanie dostrzec tylko ten wąski zakres. Fale o długości 380 nanometrów postrzegamy jako fiolet a długość 780 nanometrów jest zarezerwowana dla czerwieni. Więcej o świetle dowiesz się z innej playlisty. Promieniowanie ultrafioletowe jest nam potrzebne ale może być też dla nas niebezpieczne. Ultrafiolet wraz z falami rentgenowskimi i gamma jest zaliczany do promieniowania jonizującego. Energia, jaką niosą te fale jest tak duża, że może powodować jonizację cząstek, co może prowadzić do rozpadu wiązań chemicznych. Niszczące właściwości ultrafioletu znalazły zastosowanie w dezynfekcji. Fale te rozbijają bowiem wiązania chemiczne w komórkach mikrobów zabijając je. Promieniowanie to ma także pozytywne działanie. Bez niego nasza skóra nie może wytwarzać witaminy D. Nadmierna ekspozycja może jednak wywołać poparzenia a nawet raka skóry. Promienie rentgena są jeszcze krótsze od ultrafioletu więc głębiej wnikają w organizm człowieka i są bardziej szkodliwe. Dlatego nie należy się naświetlać bez potrzeby. Większą przeszkodę stanowią dla nich tylko bardzo gęste tkanki takie jak kości. Dlatego zdjęcia rentgenowskie najlepiej pokazują złamania i inne uszkodzenia szkieletu. Barierą nie do pokonania są dla tego promieniowania substancje takie jak ołów czy gruby beton. Dlatego to z betonu buduje się pomieszczenia do wykonywania badań RTG a ołowiane fartuchy chronią personel medyczny, który tam pracuje. Promieniowanie gamma wysyłają substancje promieniotwórcze. Towarzyszy ono wybuchowi bomby jądrowej a także przemianą w reaktorach jądrowych. Promieniowanie to przenika bardzo głęboko ale materiały o dużej gęstości jak ołów czy beton powodują jego osłabienie. Przykładowo trzydziestocentymetrowa warstwa betonu osłabia wyjściowe promieniowanie stukrotnie. Podobny efekt daje ściana z ołowiu o grubości 2,8 centymetra. Promieniami gamma można bardzo skutecznie sterylizować żywność i sprzęt medyczny, zaś jego skupiona wiązka, tak zwany nóż gamma potrafi precyzyjnie usunąć nowotwór nawet z trudno dostępnych miejsc na przykład z mózgu. Fale elektromagnetyczne to rozchodzące się zaburzenia pola elektromagnetycznego. Są to fale poprzeczne a do rozchodzenia się nie potrzebują żadnego fizycznego ośrodka mogą podróżować w próżni. Mogą przenosić energię i informacje. Fale elektromagnetyczne w zależności od ich długości dzielimy na fale radiowe, mikrofale promieniowanie podczerwone światło widzialne promieniowanie nadfioletowe promieniowanie X i promieniowanie gamma. Wiesz już jak różnorodne oblicza mogą mieć fale elektromagnetyczne. Jeśli podobał Ci się nasz film, koniecznie polub go i zasubskrybuj nasz kanał.