Qué es un proceso de propagación de ondas electromagnéticas. Escala de radiación electromagnética. ¿Cuál es la fuente de ondas electromagnéticas?

Ondas electromagnéticas el proceso de propagación en el espacio de un campo electromagnético alterno se llama. Teóricamente, la existencia de ondas electromagnéticas fue predicha por el científico inglés Maxwell en 1865, y fueron obtenidas experimentalmente por primera vez por el científico alemán Hertz en 1888.

La teoría de Maxwell implica fórmulas que describen las oscilaciones de los vectores y. Onda electromagnética monocromática plana que se propaga a lo largo del eje X, se describe mediante las ecuaciones

Aquí mi y H - valores instantáneos, a mi my H m - valores de amplitud de la fuerza de los campos eléctricos y magnéticos, ω - frecuencia circular, k es el número de onda. Los vectores y oscilan con la misma frecuencia y fase, mutuamente perpendiculares y, además, perpendiculares al vector: la velocidad de propagación de la onda (Fig. 3.7). Es decir. ondas electromagnéticas transverso.

En el vacío, las ondas electromagnéticas viajan con velocidad. En un entorno con constante dieléctrica ε y permeabilidad magnética µ la velocidad de propagación de una onda electromagnética es:

La frecuencia de las oscilaciones electromagnéticas, así como la longitud de onda, puede ser, en principio, cualquiera. La clasificación de ondas por frecuencia (o longitud de onda) se denomina escala de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas se dividen en varios tipos.

Ondas de radio tienen una longitud de onda de 10 3 a 10 -4 m.

Ondas de luz incluir:

Radiación de rayos X - .

Las ondas de luz son ondas electromagnéticas que incluyen las partes infrarroja, visible y ultravioleta del espectro. Las longitudes de onda de las ondas de luz en el vacío correspondientes a los colores primarios del espectro visible se muestran en la siguiente tabla. Las longitudes de onda se dan en nanómetros.

mesa

Las ondas de luz tienen las mismas propiedades que las ondas electromagnéticas.

1. Las ondas de luz son transversales.

2. En una onda de luz, los vectores y oscilan.

La experiencia demuestra que todo tipo de influencias (fisiológicas, fotoquímicas, fotoeléctricas, etc.) son causadas por fluctuaciones vector electrico... Él ha llamado vector de luz .

La amplitud del vector de luz. mi m a menudo se denota con la letra A y en lugar de la ecuación (3.30) utilice la ecuación (3.24).

3. La velocidad de la luz en el vacío.

La velocidad de una onda de luz en un medio se determina mediante la fórmula (3.29). Pero para medios transparentes (vidrio, agua) generalmente.


Para las ondas de luz, se introduce el concepto: el índice de refracción absoluto.

Índice de refracción absoluto es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en un entorno dado

De (3.29), teniendo en cuenta el hecho de que para medios transparentes, podemos escribir la igualdad.

Para vacío ε = 1 y norte= 1. Para cualquier entorno físico norte> 1. Por ejemplo, para el agua norte= 1,33, para vidrio. Un medio con un índice de refracción más alto se denomina ópticamente más denso. La relación de los índices de refracción absolutos se llama índice de refracción relativo:

4. La frecuencia de las ondas de luz es muy alta. Por ejemplo, para luz roja con longitud de onda.

Cuando la luz pasa de un medio a otro, la frecuencia de la luz no cambia, pero la velocidad y la longitud de onda cambian.

Para vacío -; para el miércoles - entonces

.

Por lo tanto, la longitud de onda de la luz en el medio es igual a la relación entre la longitud de onda de la luz en el vacío y el índice de refracción.

5. Dado que la frecuencia de las ondas de luz es muy alta , entonces el ojo del observador no distingue entre oscilaciones individuales, pero percibe los flujos de energía promediados. Así, se introduce el concepto de intensidad.

Intensidad es la relación entre la energía media transportada por la onda y el intervalo de tiempo y el área del sitio perpendicular a la dirección de propagación de la onda:

Dado que la energía de las olas es proporcional al cuadrado de la amplitud (consulte la fórmula (3.25)), la intensidad es proporcional al valor medio del cuadrado de la amplitud

La característica de la intensidad de la luz, teniendo en cuenta su capacidad para provocar sensaciones visuales, es flujo luminoso - Ф .

6. La naturaleza ondulatoria de la luz se manifiesta, por ejemplo, en fenómenos como la interferencia y la difracción.

La radiación electromagnética existe exactamente mientras vive nuestro Universo. Desempeñó un papel clave en la evolución de la vida en la Tierra. De hecho, se trata de una perturbación del estado del campo electromagnético que se propaga en el espacio.

Características de la radiación electromagnética.

Cualquier onda electromagnética se describe utilizando tres características.

1. Frecuencia.

2. Polarización.

Polarización Es uno de los principales atributos de las olas. Describe la anisotropía transversal de ondas electromagnéticas. La radiación se considera polarizada cuando todas las oscilaciones de onda ocurren en un plano.

Este fenómeno se utiliza activamente en la práctica. Por ejemplo, en el cine cuando se proyectan películas en 3D.

Usando polarización, las gafas IMAX separan la imagen que está destinada a diferentes ojos.

Frecuencia Es el número de crestas de onda que pasan por el observador (en este caso, el detector) en un segundo. Medido en hercios.

Longitud de onda- la distancia específica entre los puntos más cercanos de radiación electromagnética, cuyas oscilaciones se producen en la misma fase.

La radiación electromagnética puede extenderse en casi cualquier entorno: desde la materia densa hasta el vacío.

La velocidad de propagación en el vacío es igual a 300 mil km por segundo.

Vista interesante O sobre la naturaleza y las propiedades de las ondas electromagnéticas, vea el video a continuación:

Tipos de ondas electromagnéticas.

Toda la radiación electromagnética se divide por frecuencia.

1. Ondas de radio. Son cortos, ultracortos, extralargos, largos, medianos.

La longitud de las ondas de radio varía de 10 km a 1 mm y de 30 kHz a 300 GHz.

Sus fuentes pueden ser tanto la actividad humana como diversas fenómenos atmosféricos.

2. . La longitud de onda está en el rango de 1 mm a 780 nm y puede alcanzar 429 THz. La radiación infrarroja también se llama radiación térmica. La base de toda la vida en nuestro planeta.

3. Luz visible. Longitud 400 - 760 / 780nm. En consecuencia, fluctúa entre 790 y 385 THz. Esto incluye todo el espectro de radiación que se puede ver con el ojo humano.

4. . La longitud de onda es más corta que la de la radiación infrarroja.

Puede subir hasta 10 nm. tales ondas son muy grandes, alrededor de 3x10 ^ 16 Hz.

5. Radiografías... ondas de 6x10 ^ 19 Hz, y una longitud del orden de 10 nm - 5 pm.

6. Ondas gamma. Esto incluye cualquier radiación que sea mayor que los rayos X y de menor duración. La fuente de tales ondas electromagnéticas son los procesos nucleares cósmicos.

Ámbito de aplicación

En algún lugar desde finales del siglo XIX, todo el progreso humano se ha asociado con aplicación práctica ondas electromagnéticas.

Lo primero que vale la pena mencionar es la comunicación por radio. Ella hizo posible que las personas se comunicaran, incluso si estaban lejos unas de otras.

La radiodifusión por satélite, las telecomunicaciones son el desarrollo ulterior de las comunicaciones por radio primitivas.

Son estas tecnologías las que han dado forma a la imagen de la información sociedad moderna.

Las fuentes de radiación electromagnética deben considerarse tanto las grandes instalaciones industriales como varias líneas eléctricas.

Las ondas electromagnéticas se utilizan activamente en asuntos militares (radares, dispositivos eléctricos complejos). Además, la medicina no ha prescindido de su uso. La radiación infrarroja se puede utilizar para tratar muchas enfermedades.

Los rayos X pueden ayudar a identificar daños en los tejidos internos de una persona.

Con la ayuda de láseres, se realizan una serie de operaciones que requieren precisión de joyería.

La importancia de la radiación electromagnética en vida práctica una persona es difícil de sobreestimar.

Video soviético sobre el campo electromagnético:

Posible impacto negativo en los seres humanos.

Si bien son útiles, las fuentes fuertes de radiación electromagnética pueden causar síntomas como:

Fatiga;

Dolor de cabeza;

Náusea.

La exposición excesiva a ciertos tipos de ondas daña los órganos internos, el sistema nervioso central y el cerebro. Es posible que se produzcan cambios en la psique humana.

Una vista interesante del efecto de las ondas electromagnéticas en los humanos:

Para evitar tales consecuencias, prácticamente todos los países del mundo tienen normas que rigen la seguridad electromagnética. Cada tipo de radiación tiene sus propios documentos reglamentarios (normas de higiene, normas de seguridad radiológica). La influencia de las ondas electromagnéticas en los seres humanos no se comprende completamente, por lo que la OMS recomienda minimizar su exposición.

Conceptos generales de ondas electromagnéticas

En la lección de hoy, consideraremos un tema tan necesario como las ondas electromagnéticas. Y este tema es importante al menos porque todos nuestros vida moderna asociados a la televisión, la radiodifusión y las comunicaciones móviles. Por tanto, cabe destacar que todo esto se lleva a cabo gracias a las ondas electromagnéticas.

Ahora pasemos a una consideración más detallada del tema relacionado con las ondas electromagnéticas y, en primer lugar, expresaremos la definición de dichas ondas.

Como ya sabes, a una perturbación se le llama onda que se propaga en el espacio, es decir, si en algún lugar ha ocurrido alguna perturbación, y se propaga en todas direcciones, entonces podemos decir que la propagación de esta perturbación no es más que un fenómeno ondulatorio.

Las ondas electromagnéticas son oscilaciones electromagnéticas que se propagan en el espacio a una velocidad finita, que depende de las propiedades del medio. En otras palabras, podemos decir que un campo electromagnético o una perturbación electromagnética que se propaga en el espacio se denomina onda electromagnética.

Comencemos nuestra discusión con el hecho de que la teoría de las ondas electromagnéticas electro campo magnético fue creado por primera vez por el científico inglés James Maxwell. Lo más interesante y curioso de este trabajo es que resulta ser campos eléctricos y magnéticos, como sabéis, y ya que se ha comprobado que existen juntos. Pero resulta que pueden existir completamente en ausencia de cualquier sustancia. Esta importantísima conclusión se hizo en las obras de James Clerk Maxwell.

Resulta que el campo electromagnético puede existir incluso donde no hay sustancia. Aquí hemos dicho que las ondas sonoras están presentes solo donde hay un entorno. Es decir, las vibraciones que ocurren con partículas tienen la capacidad de transmitirse solo donde hay partículas que tienen la capacidad de transmitir esta perturbación.

Pero, en cuanto al campo electromagnético, puede existir donde no hay sustancia y no hay partículas. Y así, el campo electromagnético existe en el vacío, lo que significa que se sigue de esto que si creamos ciertas condiciones y podemos, por así decirlo, crear una perturbación electromagnética general en el espacio, entonces, en consecuencia, esta perturbación tiene la capacidad de propagarse. en todas direcciones. Y esto es exactamente lo que tendremos una onda electromagnética.

La primera persona que pudo emitir una onda electromagnética y recibir una onda electromagnética fue el científico alemán Heinrich Hertz. Fue el primero en crear una instalación de este tipo para la emisión y recepción de una onda electromagnética.

Lo primero que tenemos que decir aquí es que para la emisión de una onda electromagnética necesitamos, por supuesto, un movimiento suficientemente rápido. carga eléctrica... Debemos crear un dispositivo de este tipo, donde habrá una carga eléctrica de movimiento muy rápido o de movimiento acelerado.

Heinrich Hertz, con la ayuda de sus experimentos, demostró que para obtener una onda electromagnética potente y suficientemente perceptible, una carga eléctrica en movimiento debe oscilar a una frecuencia muy alta, es decir, del orden de varias decenas de miles de hercios. También se debe enfatizar que si tal oscilación ocurre en la carga, entonces se generará un campo electromagnético alterno a su alrededor y se propagará en todas las direcciones. Es decir, será una onda electromagnética.

Propiedades de las ondas electromagnéticas.

También es necesario señalar el hecho de que la onda electromagnética, por supuesto, tiene ciertas propiedades, y fueron estas propiedades las que se indicaron con precisión en las obras de Maxwell.

También debe tenerse en cuenta que las propiedades de las ondas electromagnéticas tienen ciertas diferencias y también dependen en gran medida de su longitud. Dependiendo de las propiedades y longitudes de onda, las ondas electromagnéticas se dividen en rangos. Tienen una escala bastante convencional, ya que los rangos vecinos tienen propiedades para superponerse entre sí.



No será superfluo saber que algunas zonas tienen propiedades generales... Estas propiedades incluyen:

Capacidad de penetración;
alta velocidad de propagación en la sustancia;
impacto en el cuerpo humano, tanto positivo como negativo, etc.

Los tipos de ondas electromagnéticas incluyen ondas de radio, rangos ultravioleta e infrarrojos, luz visible, así como rayos X, radiación gamma y otros.

Y ahora echemos un vistazo de cerca a la tabla a continuación y estudiemos con más detalle cómo se pueden clasificar las ondas electromagnéticas, qué tipos de radiación son, fuentes de radiación y su frecuencia:



Datos interesantes sobre las ondas electromagnéticas.

Probablemente, para nadie será un secreto que el espacio que nos rodea está impregnado de radiación electromagnética. Dicha radiación está asociada no solo a las antenas telefónicas y de radio, sino también a los cuerpos que nos rodean, la Tierra, el Sol y las estrellas. Dependiendo de la frecuencia de vibración, las ondas electromagnéticas pueden tener varios nombres, pero su esencia es similar. Tales ondas electromagnéticas incluyen tanto ondas de radio como radiación infrarroja y luz visible, y Rayos X, así como los rayos del biocampo.

Una fuente de energía tan ilimitada como un campo electromagnético es la causa de la aparición de oscilaciones de las cargas eléctricas de átomos y moléculas. De esto se deduce que al oscilar, la carga se mueve con aceleración y al mismo tiempo emite ondas electromagnéticas.

El impacto de las ondas electromagnéticas en la salud humana

Durante muchos años, los científicos se han preocupado por el problema de la influencia de los campos electromagnéticos en la salud de humanos, animales y plantas, y por eso dedican mucho tiempo a la investigación y estudio de este problema.

Probablemente, cada uno de ustedes ha estado en discotecas y prestó atención al hecho de que bajo la influencia de las lámparas ultravioleta, la ropa ligera comenzó a brillar. Este tipo de radiación no representa un peligro para los organismos vivos.

Pero al visitar un solárium o usar en propósitos médicos lámparas ultravioleta Se debe usar protección para los ojos ya que la exposición puede causar pérdida de visión a corto plazo.

También cuando se usa ultravioleta lámparas germicidas, que se utilizan para desinfectar locales, hay que tener mucho cuidado y al utilizarlos hay que salir de la habitación, ya que afectan negativamente a la piel humana, así como a las plantas, provocando quemaduras en las hojas.

Pero además de las fuentes de radiación y los diversos dispositivos que nos rodean, el cuerpo humano también tiene sus propios campos eléctricos y magnéticos. Pero también debes saber que en cuerpo humano a lo largo de su vida, los campos electromagnéticos tienden a cambiar constantemente.

Para determinar el campo electromagnético de una persona, utilizan un dispositivo tan preciso como un encefalógrafo. Con la ayuda de este dispositivo, es posible medir el campo electromagnético de una persona con alta precisión y determinar su actividad en la corteza cerebral. Gracias al advenimiento de un dispositivo como el encefalograma, fue posible diagnosticar varias enfermedades incluso en una etapa temprana.

En 1860-1865. uno de grandes físicos Siglo XIX James Clerk Maxwell creó una teoría campo electromagnetico. Según Maxwell, el fenómeno de la inducción electromagnética se explica a continuación. Si en algún punto del espacio el campo magnético cambia en el tiempo, entonces se forma y campo eléctrico... Si hay un conductor cerrado en el campo, entonces el campo eléctrico causa en él corriente de inducción... De la teoría de Maxwell se deduce que el proceso inverso también es posible. Si en una determinada región del espacio el campo eléctrico cambia con el tiempo, entonces también se forma aquí un campo magnético.

Por lo tanto, cualquier cambio en el campo magnético con el tiempo conduce a la aparición de un campo eléctrico cambiante, y cualquier cambio en el campo eléctrico con el tiempo genera un campo magnético cambiante. Estos campos eléctricos y magnéticos alternos que se generan entre sí forman un único campo electromagnético.

Propiedades de las ondas electromagnéticas.

El resultado más importante que se desprende de la teoría del campo electromagnético formulada por Maxwell es la predicción de la posibilidad de la existencia de ondas electromagnéticas. Onda electromagnética- propagación de campos electromagnéticos en el espacio y el tiempo.

Las ondas electromagnéticas, a diferencia de las ondas elásticas (sonoras), pueden propagarse en el vacío o en cualquier otra sustancia.

Las ondas electromagnéticas en el vacío se propagan a una velocidad c = 299 792 km / s, es decir, a la velocidad de la luz.

En una sustancia, la velocidad de una onda electromagnética es menor que en el vacío. La relación entre la longitud de onda, su velocidad, período y frecuencia de oscilación, obtenida para ondas mecánicas, también es válida para ondas electromagnéticas:

Fluctuaciones del vector de tensión mi y el vector de inducción magnética B ocurren en planos mutuamente perpendiculares y perpendiculares a la dirección de propagación de la onda (vector de velocidad).

Una onda electromagnética transporta energía.

Rango de ondas electromagnéticas

A nuestro alrededor mundo complejo ondas electromagnéticas de varias frecuencias: radiación de monitores de computadora, teléfonos celulares, hornos de microondas, televisores, etc. En la actualidad, todas las ondas electromagnéticas se dividen por longitud de onda en seis rangos principales.

Ondas de radio- Son ondas electromagnéticas (con una longitud de onda de 10.000 ma 0,005 m), que se utilizan para transmitir señales (información) a una distancia sin cables. En las comunicaciones por radio, las ondas de radio son creadas por corrientes de alta frecuencia que fluyen a través de la antena.

Radiación electromagnética con una longitud de onda de 0,005 ma 1 μm, es decir que se encuentran entre el rango de ondas de radio y el rango de luz visible se llaman radiación infrarroja... La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo calentado. Las fuentes de radiación infrarroja son hornos, baterías, lamparas electricas incandescente. Con la ayuda de dispositivos especiales, la radiación infrarroja se puede convertir en luz visible y se pueden obtener imágenes de objetos calientes en completa oscuridad.

PARA luz visible incluir radiación con una longitud de onda de aproximadamente 770 nm a 380 nm, de rojo a púrpura... El valor de esta parte del espectro. radiación electromagnética en la vida de una persona es extremadamente bueno, ya que casi toda la información sobre el mundo que la rodea recibe con la ayuda de la vista.

La radiación electromagnética invisible para el ojo con una longitud de onda menor que la del violeta se llama Radiación ultravioleta. Es capaz de matar bacterias patógenas.

Radiación de rayos X invisible a los ojos. Pasa sin una absorción significativa a través de capas importantes de una sustancia que es opaca a la luz visible, que se utiliza para diagnosticar enfermedades de los órganos internos.

Radiación gamma Se denomina radiación electromagnética emitida por núcleos excitados y que surge de la interacción de partículas elementales.

El principio de la comunicación por radio.

El circuito oscilante se utiliza como fuente de ondas electromagnéticas. Para una radiación efectiva, el circuito se "abre", es decir, E. crear condiciones para que el campo "vaya" al espacio. Este dispositivo se llama circuito oscilante abierto: antena.

Comunicación por radio Se denomina transmisión de información mediante ondas electromagnéticas, cuyas frecuencias se encuentran en el rango de a Hz.

Radar (radar)

Un dispositivo que transmite ondas ultracortas y las recibe de inmediato. La radiación se realiza en pulsos cortos. Los pulsos se reflejan en los objetos, lo que permite, después de recibir y procesar la señal, establecer la distancia al objeto.

El radar de velocidad funciona de manera similar. Piense en cómo el radar detecta la velocidad de un automóvil en movimiento.

La radiación de ondas electromagnéticas, al sufrir un cambio en la frecuencia de oscilación de las cargas, cambia la longitud de onda y adquiere diferentes propiedades. Una persona está literalmente rodeada de dispositivos que emiten y reciben ondas electromagnéticas. Se trata de teléfonos móviles, radio, retransmisiones televisivas, máquinas de rayos X en instituciones médicas, etc. Incluso el cuerpo humano tiene un campo electromagnético y, lo que es muy interesante, cada órgano tiene su propia frecuencia de radiación. Las partículas cargadas emitidas en propagación se afectan entre sí, provocando un cambio en la frecuencia de vibración y la generación de energía, que puede ser utilizada tanto con fines constructivos como destructivos.

Radiación electromagnética. información general

La radiación electromagnética es un cambio en el estado y la intensidad de la propagación de ondas electromagnéticas causada por la interacción de campos eléctricos y magnéticos.

Un estudio profundo de las propiedades características de la radiación electromagnética se lleva a cabo mediante:

  • electrodinámica;
  • óptica;
  • radiofísica.

La radiación de ondas electromagnéticas se crea y se propaga debido a la oscilación de cargas, durante las cuales se libera energía. Tienen un patrón de distribución similar a ondas mecánicas... La aceleración es inherente al movimiento de las cargas: con el tiempo, su velocidad cambia, que es una condición fundamental para la emisión de ondas electromagnéticas. La potencia de la onda está directamente relacionada con la fuerza de aceleración y es directamente proporcional a ella.

Indicadores que definen caracteristicas radiación electromagnética:

  • frecuencia de vibración de partículas cargadas;
  • la longitud de onda de la corriente emitida;
  • polarización.

El campo eléctrico más cercano a la carga oscilante sufre cambios. El lapso de tiempo dedicado a estos cambios será igual al lapso de tiempo de las oscilaciones de carga. El movimiento de una carga se puede comparar con las vibraciones de un cuerpo suspendido en un resorte, la diferencia está solo en la frecuencia del movimiento.

El concepto de "radiación" incluye campos electromagnéticos que se precipitan lo más lejos posible de la fuente de origen y pierden su intensidad al aumentar la distancia, formando una onda.

Propagación de ondas electromagnéticas.

Las obras de Maxwell y las leyes del electromagnetismo descubiertas por él permiten extraer mucha más información de la que pueden proporcionar los hechos en los que se basa el estudio. Por ejemplo, una de las conclusiones basadas en las leyes del electromagnetismo es la conclusión de que la interacción electromagnética tiene una velocidad de propagación finita.

Si seguimos la teoría de la acción de largo alcance, encontramos que la fuerza que afecta a la carga eléctrica en un estado estacionario cambia sus indicadores cuando cambia la ubicación de la carga vecina. De acuerdo con esta teoría, la carga literalmente "siente" a través del vacío la presencia de su propio tipo e instantáneamente se apodera de la acción.

Los conceptos formados de acción a corto plazo tienen una visión completamente diferente de lo que está sucediendo. La carga, en movimiento, tiene una variable campo eléctrico, lo que, a su vez, contribuye a la aparición de un campo magnético alterno en el espacio circundante. Después de eso, el campo magnético alterno provoca la aparición de un campo eléctrico, y así sucesivamente en cadena.

Por tanto, existe una "perturbación" del campo electromagnético provocada por un cambio en el lugar de la carga en el espacio. Se propaga y, como resultado, afecta campo existente cambiándolo. Habiendo alcanzado la carga vecina, la "indignación" hace cambios en los indicadores de la fuerza que actúa sobre ella. Esto sucede algún tiempo después del desplazamiento de la primera carga.

Maxwell estaba entusiasmado con el principio de propagación de ondas electromagnéticas. El tiempo y el esfuerzo invertidos finalmente se vieron coronados por el éxito. Demostró la existencia de una velocidad finita de este proceso y dio una justificación matemática para esto.

La realidad de la existencia de un campo electromagnético se confirma por la presencia de una velocidad finita de "perturbación" y corresponde a los indicadores de la velocidad de la luz en un espacio desprovisto de átomos (vacío).

Escala de radiación electromagnética

El Universo está lleno de campos electromagnéticos con diferentes rangos de radiación y longitudes de onda radicalmente diferentes, que pueden variar desde varias decenas de kilómetros hasta una pequeña fracción de centímetro. Permiten obtener información sobre objetos ubicados a grandes distancias de la Tierra.

Basado en la declaración de James Maxwell sobre la diferencia en la longitud de las ondas electromagnéticas, se desarrolló una escala especial, que contiene una clasificación de los rangos de frecuencias existentes y longitudes de radiación que forman un campo magnético alterno en el espacio.

En sus desarrollos, G. Hertz y PN Lebedev probaron experimentalmente la veracidad de las afirmaciones de Maxwell y corroboraron el hecho de que la radiación de la luz son ondas de un campo electromagnético, caracterizadas por una longitud corta, que están formadas por la vibración natural de átomos y moléculas. .

No hay transiciones bruscas entre los rangos, pero tampoco tienen límites claros. Cualquiera que sea la frecuencia de radiación, todos los puntos de la escala describen ondas electromagnéticas que aparecen debido a un cambio en la posición de las partículas cargadas. Las propiedades de las cargas están influenciadas por la longitud de onda. Cuando cambian sus indicadores, cambia la capacidad de reflexión, penetración, el nivel de visibilidad, etc.

Los rasgos característicos de las ondas electromagnéticas les permiten propagarse libremente tanto en el vacío como en un espacio lleno de materia. Cabe señalar que, mientras se mueve en el espacio, la radiación cambia su comportamiento. En el vacío, la velocidad de propagación de la radiación no cambia, por lo tanto, la frecuencia de las oscilaciones está interconectada rígidamente con la longitud de onda.

Ondas electromagnéticas de diferentes rangos y sus propiedades.

Las ondas electromagnéticas incluyen:

  • Ondas de baja frecuencia. Se caracterizan por una frecuencia de oscilación de no más de 100 KHz. Este rango se aplica al trabajo aparatos eléctricos y motores, por ejemplo, un micrófono o altavoz, redes telefónicas, así como en el campo de la radiodifusión, la industria del cine, etc. Las ondas de baja frecuencia se diferencian de aquellas con una frecuencia de vibración más alta, la caída real en la velocidad de propagación es proporcional a raíz cuadrada sus frecuencias. Lodge y Tesla hicieron una contribución significativa al descubrimiento y estudio de ondas de baja frecuencia.
  • Ondas de radio. El descubrimiento de ondas de radio por parte de Hertz en 1886 le dio al mundo la capacidad de transmitir información sin usar cables. La longitud de una onda de radio afecta la forma en que se propaga. Ellos, al igual que las frecuencias de las ondas sonoras, surgen debido a la corriente alterna (en el proceso de comunicación por radio corriente alterna fluye hacia el receptor - antena). La onda de radio de alta frecuencia emite ondas de radio significativas en el área circundante, lo que resulta en una oportunidad unica transmitir información a largas distancias (radio, televisión). Este tipo de radiación de microondas se utiliza para la comunicación en el espacio, así como en la vida cotidiana. Por ejemplo, un horno de microondas que emite ondas de radio se ha convertido en un buen ayudante para las amas de casa.
  • Radiación infrarroja (también llamada "térmica"). Según la clasificación de la escala de radiación electromagnética, el área de propagación de la radiación infrarroja se ubica después de las ondas de radio y frente a la luz visible. Las ondas infrarrojas son emitidas por todos los cuerpos que emiten calor. Ejemplos de fuentes de dicha radiación son estufas, baterías utilizadas para calentar, basadas en la transferencia de calor del agua, lámparas incandescentes. Hasta la fecha, se han desarrollado dispositivos especiales que le permiten ver objetos en completa oscuridad, desde los cuales se emite calor. Las serpientes tienen sensores naturales para detectar el calor en el área de los ojos. Esto les permite rastrear a sus presas y cazar de noche. Una persona usa radiación infrarroja, por ejemplo, para calentar edificios, para secar verduras, así como madera, en el campo militar (por ejemplo, dispositivos de visión nocturna o cámaras termográficas), para controlar de forma inalámbrica un centro de audio o TV y otros dispositivos usando un control remoto.
  • Luz visible. Tiene un espectro de luz de rojo a violeta y es percibido por el ojo humano, que es el principal contraste... El color emitido por diferentes longitudes de onda tiene un efecto electroquímico en el sistema de percepción visual humano, pero no se incluye en el apartado de propiedades de las ondas electromagnéticas de este rango.
  • Radiación ultravioleta... No lo fija el ojo humano y tiene una longitud de onda menor que la de la luz violeta. En pequeñas dosis, los rayos ultravioleta provocan un efecto terapéutico, promueven la producción de vitamina D, ejercen un efecto bactericida y tienen un efecto positivo en el centro. sistema nervioso... Excesiva saturación del medio ambiente. rayos ultravioleta conduce a daños piel y daño en la retina, por lo que los oftalmólogos recomiendan el uso de gafas de sol durante los meses de verano. La radiación ultravioleta se usa en medicina (los rayos ultravioleta se usan para lámparas de cuarzo), para verificar la autenticidad de los billetes, con fines de entretenimiento en discotecas (tal iluminación hace que los materiales ligeros brillen) y para determinar la idoneidad de los alimentos.
  • Radiación de rayos X. Estas ondas no son visibles para el ojo humano. Ellos poseen propiedad asombrosa penetrar a través de capas de materia, evitando una fuerte absorción, inaccesible a los rayos de luz visible. La radiación contribuye a la luminiscencia de ciertos tipos de cristales y afecta la película fotográfica. Se utiliza en el campo de la medicina para diagnosticar enfermedades de los órganos internos y para tratar una determinada lista de enfermedades, para comprobar dispositivo interno productos por defectos, así como soldaduras en tecnología.
  • Radiación gamma. La longitud de onda más corta de radiación electromagnética que emite los núcleos de un átomo. Reducir la longitud de onda conduce a cambios en el rendimiento. La radiación gamma tiene un poder de penetración muchas veces superior al de los rayos X. Puede pasar pared de concreto un metro de espesor e incluso a través de barreras de plomo de varios centímetros de espesor. Durante la desintegración de sustancias o unidad, se produce una liberación. elementos constituyentesátomo, que se llama radiación. Tales ondas se refieren a la lista de radiación radiactiva. Cuando una ojiva nuclear explota un tiempo corto se forma un campo electromagnético, que es el producto de la reacción entre los rayos del espectro gamma y los neutrones. También actúa como el elemento principal de las armas nucleares que tiene un efecto dañino, bloquea completamente o interrumpe el funcionamiento de la electrónica de radio, las comunicaciones por cable y los sistemas que proporcionan suministro de energía. Además, cuando explota un arma nuclear, se libera mucha energía.

conclusiones

Las ondas del campo electromagnético, que tienen una cierta longitud y se encuentran en un cierto rango de oscilaciones, pueden tener tanto impacto positivo sobre el cuerpo humano y su nivel de adaptación a medio ambiente, gracias al desarrollo de auxiliares electrodomésticos y efectos negativos e incluso destructivos sobre la salud humana y el medio ambiente.