Radiația electromagnetică

Energia care este transmisă, sau radiată, prin spațiu sub forma unor oscilații periodice ale câmpurilor electrice și magnetice este cunoscută sub numele de radiație electromagnetică. (Figura \(\(\PageIndex{2}\})). Unele forme de radiație electromagnetică sunt prezentate în figura \(\PageIndex{4}\). În vid, toate formele de radiație electromagnetică – fie că este vorba de microunde, lumină vizibilă sau raze gamma – se deplasează cu viteza luminii (c), care este viteza cu care se deplasează toate formele de radiație electromagnetică în vid, o constantă fizică fundamentală cu o valoare de 2,99792458 × 108 m/s (ceea ce reprezintă aproximativ 3,00 ×108 m/s sau 1,86 × 105 mi/s). Aceasta este de aproximativ un milion de ori mai rapidă decât viteza sunetului.

Pentru că diferitele tipuri de radiație electromagnetică au toate aceeași viteză (c), ele diferă doar prin lungimea de undă și frecvență. După cum se arată în figura \(\PageIndex{3}\) și în tabelul \(\PageIndex{1}\), lungimile de undă ale radiațiilor electromagnetice cunoscute variază de la 101 m pentru undele radio la 10-12 m pentru razele gamma, care sunt emise de reacțiile nucleare. Vizualizând ecuația de mai jos, putem vedea cum frecvența radiației electromagnetice este invers proporțională cu lungimea de undă a acesteia:

\

De exemplu, frecvența undelor radio este de aproximativ 108 Hz, în timp ce frecvența razelor gamma este de aproximativ 1020 Hz. Lumina vizibilă, care este o radiație electromagnetică ce poate fi detectată de ochiul uman, are lungimi de undă cuprinse între aproximativ 7 × 10-7 m (700 nm, sau 4,3 × 1014 Hz) și 4 × 10-7 m (400 nm, sau 7,5 × 1014 Hz). Rețineți că atunci când frecvența crește, lungimea de undă scade; c, fiind o constantă, rămâne aceeași. În mod similar, când frecvența scade, lungimea de undă crește.

Memorați ecuația 5.2.1 și viteza luminii (cu unități). În plus, este important să știți care parte a spectrului electromagnetic este mortală.

.

Lumina se comportă, de asemenea, ca un pachet de energie. Se pare că, în cazul luminii, energia „pachetului” de energie este proporțională cu frecvența sa.

\

\

În timp ce lumina vizibilă este, în esență, inofensivă pentru pielea noastră, lumina ultravioletă, cu lungimi de undă de ≤ 400 nm, are suficientă energie pentru a provoca leziuni grave ale pielii noastre sub forma arsurilor solare. Deoarece stratul de ozon absoarbe lumina solară cu lungimi de undă mai mici de 350 nm, acesta ne protejează de efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete foarte energetice.

În acest curs, nu vom face calcule energetice. Trebuie să cunoașteți relația dintre frecvență și energie. De asemenea, arătați că vă dați seama că radiațiile de lungime de undă scurtă sunt asociate cu o energie mare.

Energia radiațiilor electromagnetice crește odată cu creșterea frecvenței și scăderea lungimii de undă.