Sähkömagneettisen säteilyn merkitys

Mikä on sähkömagneettinen säteily:

Sähkömagneettinen säteily on eräänlainen energia, joka vapautuu liikkuvista varautuneista hiukkasista. Se on seurausta sähkömagneettisten aaltojen etenemisestä, joka siirtyy pois sen lähteestä, kuten fotonivirta.

Sähkömagneettisen säteilyn spektrin luokittelu

Kaikki sähkömagneettinen säteily muodostaa sähkömagneettisen spektrin, joka luokitellaan sen muodostavien aaltojen ominaisuuksien mukaan:

Radioaallot

Radioaallot ovat eräänlainen sähkömagneettinen säteily, jonka aallonpituudet ovat sähkömagneettisessa spektrissä pidempiä kuin infrapunavalo. Sen taajuudet ovat 300 gigahertsin (GHz) ja 3 kilohertsin (kHz) välillä, aallonpituudet 1 mm - 100 km ja kulkevat valon nopeudella.

Keinotekoisia radioaaltoja käytetään viestintään, tutkoihin ja muihin navigointijärjestelmiin, satelliittiviestintään ja tietokoneverkkoihin.

Mikroaaltouuni

Mikroaaltouunit, joita käytetään uuneissa ruoan lämmittämiseen, ovat 2,45 GHz: n aaltoja, jotka syntyvät elektronien kiihtyvyydestä. Nämä mikroaallot aiheuttavat uunissa sähkökentän, jossa vesimolekyylit ja ruoan muut komponentit yrittävät orientoitua kyseiseen sähkökenttään, absorboivat energiaa ja nostavat sen lämpötilaa.

Aurinko lähettää mikroaaltosäteilyä, jonka maapallon ilmakehä estää. Kosminen mikroaaltosäteily (CMBR) Kosminen mikroaaltosäteily) on mikroaaltosäteily, joka leviää maailmankaikkeuden läpi ja on yksi perusteista, jotka tukevat teoriaa maailmankaikkeuden alkuperästä suuren räjähdyksen tai teorian avulla. alkuräjähdys.

Infrapunavalo

Infrapunavalo on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituudet ovat suurempia kuin näkyvä valo: välillä 0,74 µm - 1 mm. Tämän säteilyn taajuus on välillä 300 GHz - 400 terahertsiä (THz). Näihin säteilyihin kuuluu suurin osa esineiden lähettämästä lämpösäteilystä. Auringon lähettämä infrapunavalo vastaa 49% maapallon lämpenemisestä.

Näkyvä valo

Valo on sähkömagneettista säteilyä, jonka ihmiset havaitsevat näön avulla. Näkyvän valon aallonpituudet ovat välillä 390–750 nm, ja jokainen spektriväri sijaitsee kapealla pituuskaistalla.

VäriAallonpituusvioletti380-450 nmSininen450-495 nmVihreä495-570 nmKeltainen570-590 nmOranssi590-620 nmPunainen620-750 nm

UV-valo

Ultravioletti (UV) -valo on sähkömagneettinen säteily, joka saa tämän nimen, koska sen aallontaajuudet ovat suurempia kuin väri, jonka ihmiset tunnistavat violetiksi. Sitä esiintyy aallonpituusalueella 10–400 nm ja fotonienergialla 3 elektronivoltin (eV) ja 124 eV välillä. UV -valo on ihmisille näkymätön, mutta monet eläimet, kuten hyönteiset ja linnut, voivat havaita sen.

Auringon UV -säteily on yleensä jaettu kolmeen luokkaan pienimmästä korkeimpaan energiaan:

  • UV-A: aallonpituus välillä 320-400 nm
  • UV-B: aallonpituus välillä 290-320 nm
  • UV-C: aallonpituus välillä 220-290 nm.

Suurin osa auringon UV-säteilystä, joka saapuu maahan, on UV-A, toinen säteily imeytyy otsonista ilmakehään.

Röntgenkuvat

Röntgensäteet ovat sähkömagneettista säteilyä, jonka energia on korkeampaa kuin UV-säteily ja joiden aallonpituus on lyhyempi, välillä 0,01-10 nm. Wilhelm Röntgen löysi ne 1800 -luvun lopulla.

Gammasäteet

Gammasäteet ovat sähkömagneettista säteilyä, jolla on suurin energia, yli 100 keV ja jonka aallonpituus on alle 10 pikometriä (1 x 10-13 m). Niitä emittoi ydin ja esiintyy luonnossa radioisotooppeissa.

Sähkömagneettisen säteilyn vaikutukset

Ihmisiä ympäröi ulkopuolelta tuleva säteily, josta olemme tietoisia vain aistien kautta havaitsemastamme säteilystä, kuten valosta ja lämmöstä.

Säteily voidaan luokitella ionisoiviksi ja ionisoimattomiksi sen mukaan, miten ne kykenevät ionisoimaan aineet, joiden läpi ne kulkevat. Tällä tavalla gammasäteet ionisoivat korkean energiatasonsa vuoksi, kun taas radioaaltoja ei ionisoida.

Suurin osa ultraviolettisäteilystä ei ole ionisoivaa, mutta kaikella UV-säteilyllä on haitallisia vaikutuksia orgaaniseen aineeseen. Tämä johtuu UV -fotonin voimasta muuttaa molekyylien kemiallisia sidoksia.

Suuri annos röntgensäteitä lyhyessä ajassa aiheuttaa säteilysairauden, kun taas pienet annokset lisäävät säteilysyövän riskiä.

Sähkömagneettisen säteilyn sovellukset

Sähkömagneettisen säteilyn toiminta on välttämätöntä maapallon elämälle. Nykyinen yhteiskuntamme perustuu sähkömagneettisen säteilyn teknologiseen käyttöön.

Radio

AM -radioaaltoja käytetään kaupallisissa radiosignaalien lähetyksissä taajuudella 540 - 1600 kHz. Menetelmä tietojen sijoittamiseksi näihin aaltoihin on moduloitu amplitudi, joten sitä kutsutaan AM: ksi. Kantoaalto, jolla on radioaseman perustaajuus (esimerkiksi 1450 kHz), vaihtelee tai sitä moduloidaan amplitudilla audiosignaalin avulla. Tuloksena olevalla aallolla on vakio taajuus, kun taas amplitudi vaihtelee.

FM -radioaallot vaihtelevat välillä 88 - 108 MHz, ja toisin kuin AM -asemat, FM -asemien lähetysmenetelmä on taajuusmodulaatio. Tässä tapauksessa informaation kantoaalto pitää amplitudinsa vakiona, mutta taajuus vaihtelee. Siksi kahden FM -radioaseman välinen etäisyys ei saa olla alle 0,020 MHz.

Diagnoosi ja hoito

Lääketiede on yksi niistä aloista, jotka hyötyvät eniten sähkömagneettiseen säteilyyn perustuvien tekniikoiden käytöstä. Pieninä annoksina röntgenkuvat ovat tehokkaita röntgenkuvien ottamiseen, jolloin pehmytkudokset voidaan erottaa kovista kudoksista. Toisaalta röntgensäteiden ionisointikykyä käytetään syövän hoidossa pahanlaatuisten solujen tappamiseen sädehoidossa.

Langaton viestintä

Yleisimmät langattomat tekniikat käyttävät radio- tai infrapunasignaaleja; infrapuna -aaltojen kanssa etäisyydet ovat lyhyitä (television kaukosäädin), kun taas radioaallot saavuttavat pitkiä matkoja.

Lämpökuvaus

Infrapunan avulla voidaan määrittää esineiden lämpötila.Termografia on tekniikka, jonka avulla esineiden lämpötila voidaan määrittää etänä infrapunasäteilyn avulla. Tätä tekniikkaa käytetään laajalti sotilas- ja teollisuusalueella.

Tutka

Toisessa maailmansodassa kehitetty tutka on yleinen mikroaaltojen sovellus. Tunnistamalla mikroaaltojen kaiut tutkajärjestelmät voivat määrittää kohteiden etäisyydet.

Tunnisteet:  Ilmaisut-In-Englanti Sanat Ja Sananlaskut Ilmaisut - Suosittu