Promieniowanie elektromagnetyczne
Fale elektromagnetyczne to fale, które zawierają pole elektryczne i pole magnetyczne oraz przenoszą energię. Podróżują one z prędkościąświatła.
Mechanika kwantowa opracowana na podstawie badań nad falami elektromagnetycznymi. Dziedzina ta obejmuje badanie zarówno światła widzialnego jak i niewidzialnego. Światło widzialne to światło, które można zobaczyć normalnym wzrokiem w kolorach tęczy. Światło niewidzialne to światło, którego nie można zobaczyć przy normalnym wzroku i obejmuje fale bardziej energetyczne i o wyższej częstotliwości, takie jak ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i gamma. Fale o większej długości, takie jak podczerwień, fale mikro i radiowe, są również badane w zakresie mechaniki kwantowej.
Niektóre rodzaje promieniowania elektromagnetycznego, takie jak promieniowanie rentgenowskie, są promieniowaniem jonizującym i mogą być szkodliwe dla organizmu. Promienie ultrafioletowe znajdują się w pobliżu fioletowego końca spektrum światła, a podczerwień w pobliżu czerwonego końca. Promieniowanie podczerwone to promieniowanie cieplne, a promieniowanie ultrafioletowe powoduje oparzenia słoneczne.
Poszczególne części widma elektromagnetycznego różnią się pod względem długości fal, częstotliwości i energii kwantowej.
Fale dźwiękowe nie są falami elektromagnetycznymi, ale falami ciśnienia w powietrzu, wodzie lub jakiejkolwiek innej substancji.
Zakres częstotliwości elektromagnetycznych. "UHF" oznacza "ultra wysoką częstotliwość", "VHF" to "bardzo wysoka częstotliwość". Oba były wcześniej używane w telewizji w USA.
Formuła matematyczna
W fizyce dobrze wiadomo, że równanie falowe dla typowej fali to
∇ 2 f = 1 c 2 ∂ 2 f ∂ t 2 {\i1}f={\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}frac {\i1}{\i1}{\i1}częściowy ^{\i1}f}{\i1}{\i1} 
Problemem jest teraz udowodnienie, że równania Maxwella wyraźnie dowodzą, że pola elektryczne i magnetyczne wytwarzają promieniowanie elektromagnetyczne. Przypomnijmy, że dwa z równań Maxwella są podane przez
∇ × E = - ∂ B ∂ t {\i1}nabla {\i0}times \i0}mathbf {\i1} =-{\i1}frac {\i1}partial \i0}mathbf {B} {\i1}{\i1} 
∇ × B = μ o j + μ o ϵ o ∂ E ∂ t \\nabla \czasy \mathbf {B} =\i0}mu _{o}mathbf {j} /Pepilon Frac, częściowy Mathbf. {\i1}{\i1} 
Oceniając zwijanie się powyższych równań i rachunek wektorowy można udowodnić następujące równania
∇ 2 E = 1 c 2 ∂ 2 E ∂ t {\i1}nabla ^{\i0}mathbf {\i0} =frac {\i1}{c^{\i0}}frac {\i1}partial ^{\i0}mathbf {\i0} {\i1}{\i1} 
∇ 2 B = 1 c 2 ∂ 2 B ∂ t {\i1} {\i1}nabla ^{\i0}mathbf {B} = {\i1}frac {\i1}{\i1}{c^{\i0}}{\i1}{\i1}frac {\i1}{\i1}częściowy ^{\i1}mathbf {\i0}{\i1} {\i1}{\i1} 
Uwaga: dowód obejmuje zastąpienie
c = 1 μ o ϵ {\i1} {\i1}displaystyle c={\i1}{\i1}sqrt {\i1}mu _{\i1}epsilon }}}} 
Powyższe równania są analogiczne do równania falowego, poprzez zastąpienie f przez E i B. Powyższe równania oznaczają, że propagacja przez pole magnetyczne (B) i elektryczne (E) będzie wytwarzała fale.
Powiązane strony
Pytania i odpowiedzi
P: Co to są fale elektromagnetyczne?
O: Fale elektromagnetyczne to fale, które zawierają pole elektryczne i pole magnetyczne i niosą ze sobą energię. Poruszają się z prędkością światła (299 792 458 metrów na sekundę).
P: Co to jest mechanika kwantowa?
O: Mechanika kwantowa to dziedzina nauki, która powstała z badania fal elektromagnetycznych. Obejmuje ona badanie światła widzialnego i niewidzialnego.
P: Jakie rodzaje promieniowania elektromagnetycznego mogą być szkodliwe dla organizmu?
O: Niektóre rodzaje promieniowania elektromagnetycznego, takie jak promieniowanie rentgenowskie, są promieniowaniem jonizującym i mogą być szkodliwe dla organizmu.
P: Gdzie w spektrum światła znajduje się promieniowanie ultrafioletowe?
O: Promienie ultrafioletowe znajdują się w pobliżu fioletowego końca widma światła.
P: Gdzie w spektrum światła znajduje się promieniowanie podczerwone?
O: Promienie podczerwone znajdują się w pobliżu czerwonego końca widma światła.
P: Czym się różnią promienie podczerwone od promieni ultrafioletowych?
O: Promienie podczerwone są wykorzystywane jako promienie cieplne, a promienie ultrafioletowe powodują oparzenia słoneczne.
P: Czy fale dźwiękowe są uważane za fale elektromagnetyczne?
O: Nie, fale dźwiękowe nie są falami elektromagnetycznymi, lecz raczej falami ciśnienia w powietrzu, wodzie lub innej substancji.
