Fale elektromagnetyczne- fizyka, Gimnazjum

FALE ELEKTROMAGNETYCZNE

Szkocki fizyk, James Clerk Maxwell, podczas swoich badań zauważył, że wokół przewodnika z prądem powstaje pole magnetyczne, czyli zmienne pole elektryczne powoduje powstanie pola magnetycznego. W zjawisku indukcji elektromagnetycznej zauważamy z kolei, że zmienne pole magnetyczne wywołuje pole elektryczne. Tak więc istnieje pole - pewna przestrzeń, w której obrębie cząstki oddziałują na siebie elektrycznie i magnetycznie. Maxwell nazwał je polem elektromagnetycznym.

Warto zauważyć, że gdy pole elektromagnetyczne jest zmienne, to rozchodzi się w przestrzeni i to z wielką prędkością - 300 000 km/s (umownie prędkość tę nazywamy prędkością światła). Ten proces zachodzi falowo i jest określany jako fala elektromagnetyczna.

Fale elektromagnetyczne sklasyfikowano w zależności głównie od zakresu ich długości w próżni, częstotliwości, właściwości i sposobów wytwarzania bądź wykrywania.

Kolejne zakresy tych fal tworzą tzw. widmo fal elektromagnetycznych.

Widmo fal elektromagnetycznych składa się z:

Fale radiowe - długość fali ponad 10^{-4 m (0,1 mm).} Fale te bardzo mają bardzo szeroki zakres w widmie fal elektromagnetycznych. Są one nośnikiem dla programów radiowych i telewizyjnych, a także wszelkich innych sygnałów dźwiękowych.

Występują fale ultradługie (radionawigacja, radiotelegrafia dalekosiężna), fale długie i średnie (radiotelegrafia, radiolatarnie, radiofonia i radiokomunikacja lotnicza i morska), fale krótkie (emitowanie wysokiej jakości programów stereofonicznych, a także w telewizja, radiofonia, radiokomunikacja i łączność kosmiczna) oraz fale decymetrowe (radiolokacja).

Mikrofale - długość fali od 10^{-4 m do 0,3 m}Znalazły zastosowanie w radarach [o długości 3 cm], komunikacji satelitarnej, w przesyłaniu sygnałów telefonicznych, a nawet w medycznych zabiegach tzw. diatermii. Pewien zakres mikrofal jest pochłaniany przez żywność, co wykorzystywane jest w naszych domowych mikrofalówkach.
Promieniowanie podczerwone (cieplne) - długość fali od 7x10^{-7 m do 2x10-3}m. jest ono emitowane przez ciała stałe rozgrzane do temperatury poniżej 5000⁰C.
Promieniowanie świetlne - długość fali od około 4x10^{-7 m do około 7x10-7 m.} Promieniowanie to jest dostrzegane przez ludzkie oko i umożliwia widzenie otoczenia. Zwierzęta najczęściej mają nieco poszerzony zakres fal, które rejestruje ich oczy, np. pszczoły widzą nadfiolet. Widmo światła białego jest wielobarwne - od fioletu, przez zieleń, żółć i pomarańcz, aż do czerwieni. Najlepiej widzimy w pasie barw żółto-zielonych.
Promieniowanie nadfioletowe (ultrafiolet - UV) - długość fali od 4x10^-7m do 10^-8m. Z nadfioletem graniczą bezpośrednio najkrótsze fale świetlne - fioletowe. Głównym źródłem nadfioletu jest dla nas promieniowanie słoneczne. Nie jest ono widoczne "gołym okiem", ale jego skutki można odczuć, czasami nawet bardzo dotkliwie w postaci opalenizny, a nawet poparzeń skóry, czy uszkodzeń oczu.
Promieniowaniem rentgenowskie - X - długości fali od 10^-13m do około 5x10^-8m. Promienie te wykorzystuje się m.in. w badaniach strukturalnych (rentgenowska analiza strukturalna), w defektoskopii, w badaniu pierwiastkowego składu chemicznego oraz w diagnostyce medycznej do prześwietleń.
Promieniowanie gamma (przenikliwe) - długość fali poniżej 10^{-10 m.}

Ludzie kilkakrotnie wykorzystywali już to promieniowanie jako śmiercionośnej broni, stosuje się je jednak także w medycynie do niszczenia komórek rakowych oraz do konserwowania żywności i wykrywania wad materiałów.

Podsumowując, fale elektromagnetyczne znalazły w naszym życiu bardzo szerokie zastosowanie- dają nam m.in. światło, możliwość odbierania radia i telewizji, promienie rentgena oraz naświetlanie podczas walki z rakiem. A wszystko to dzięki Maxwellowi i jego badaniom- czyż bez nich nasze życie nie byłoby o wiele trudniejsze?

Aleksandra Ból kl. 3 c

Źródła: