Bedeutung elektromagnetischer Wellen (Was ist, Konzept und Definition)

Was ist elektromagnetische Welle:

Elektromagnetische Wellen sind die Kombination von Wellen in elektrischen und magnetischen Feldern, die durch bewegte Ladungen erzeugt werden. Das heißt, was Wellen in elektromagnetischen Wellen sind, sind elektrische und magnetische Felder.

Die Entstehung elektromagnetischer Wellen beginnt mit einem geladenen Teilchen. Dieses Teilchen erzeugt ein elektrisches Feld, das auf andere Teilchen eine Kraft ausübt. Wenn das Teilchen beschleunigt, schwingt es in seinem elektrischen Feld, das ein magnetisches Feld erzeugt. Einmal in Bewegung setzen sich die vom geladenen Teilchen erzeugten elektrischen und magnetischen Felder von selbst fort, das heißt, ein elektrisches Feld, das als Funktion der Zeit schwingt, erzeugt ein magnetisches Feld und umgekehrt.

Eigenschaften elektromagnetischer Wellen

Elektromagnetische Wellen sind gekennzeichnet durch:

• Sie brauchen kein materielles Medium zur Ausbreitung: Sie breiten sich in materiellen Medien und im Vakuum aus.
• Sie resultieren aus elektromagnetischen Signalen.
• Sie sind Transversalwellen: Die Ausbreitungsrichtung steht senkrecht zur Schwingungsrichtung.
• Sie sind zeitlich und räumlich periodisch: Schwingungen wiederholen sich in gleichen Zeitabständen.
• Im Vakuum beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen beliebiger Frequenz 3 x 10⁸ Frau.
• Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen, der mit dem griechischen Buchstaben Lambda λ bezeichnet wird.
• Die Frequenz einer Welle ist die Anzahl der Zyklen für eine bestimmte Zeit, sie wird in Hertz ausgedrückt, was Zyklen pro Sekunde bedeutet.

Arten von elektromagnetischen Wellen

Je nach Wellenlänge und Frequenz werden elektromagnetische Wellen in verschiedene Typen eingeteilt.

Radiowellen

Funkwellen sind gekennzeichnet durch:

• Frequenzen zwischen 300 Gigahertz (GHz) und 3 Kilohertz (kHz);
• Wellenlängen zwischen 1 mm und 100 km;
• Geschwindigkeit von 300.000 km/s.

Künstliche Funkwellen werden in der Satellitenkommunikation und Telekommunikation, in Funkübertragungen, in Radar- und Navigationssystemen und in Computernetzwerken verwendet.

AM-Funkwellen, die in kommerziellen Funksignalen verwendet werden, liegen im Frequenzbereich zwischen 540 und 1600 kHz. Die Abkürzung AM bezieht sich auf "amplitudenmoduliert". Andererseits liegen FM-Radiowellen im Frequenzbereich von 88 bis 108 Megahertz (MHz), und die Abkürzung FM bezieht sich auf "Frequenzmodulation".

Radiowellen können auf natürliche Weise durch Blitze oder andere astronomische Phänomene erzeugt werden.

Mikrowelle

Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen, die gekennzeichnet sind durch:

• Frequenzen zwischen 300 MHz und 300 GHz;
• Wellenlängen zwischen 1 Meter und 1 mm;
• sie bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Das Präfix "micro" weist darauf hin, dass diese Wellen kürzer sind als Funkwellen. Mikrowellen werden auch für Fernseh- und Telekommunikationsübertragungen, in schnurlosen Telefonen, in Walkie-Talkies, in Mikrowellenherden und auf Mobiltelefonen.

Infrarotwellen

Infrarotwellen sind elektromagnetische Wellen, die gekennzeichnet sind durch:

• Frequenzen zwischen 300 GHz und 400 Terahertz (THz);
• Wellenlängen zwischen 0,00074 und 1 mm.

Infrarotwellen können wiederum unterteilt werden in:

• fernes Infrarot: zwischen 300 GHz t 30 THz (1 mm bis 10 µm)
• das mittlere Infrarot: zwischen 30 und 120 THz (10 bis 2,5 µm); Ja
• das nahe Infrarot: zwischen 120 und 400 THz (2500 bis 750 nm).

Sichtbares Licht

Licht ist eine elektromagnetische Welle, die gekennzeichnet ist durch:

• Frequenzen zwischen 400 und 790 THz.
• Wellenlängen zwischen 390 und 750 nm.
• Geschwindigkeit von 300.000 km/s.

Sichtbares Licht wird durch die Schwingung und Rotation von Atomen und Molekülen sowie durch elektronische Übergänge in ihnen erzeugt. Farben werden in einem schmalen Wellenlängenband erzeugt, nämlich:

• violett: zwischen 380 und 450 nm;
• blau: zwischen 450 und 495 nm;
• grün: zwischen 495 und 570 nm;
• gelb: zwischen 570 und 590 nm;
• orange: zwischen 590 und 620 nm; Ja
• rot: zwischen 620 und 750 nm.

Ultraviolettes (UV) Licht

Die elektromagnetische Welle des ultravioletten Lichts wird klassifiziert als;

• Nahes UV: zwischen 300 und 400 nm;
• Mittleres UV: zwischen 200 und 300 nm;
• Fernes UV: zwischen 200 und 122 nm; Ja
• Extremes UV: zwischen 10 und 122 nm.

UV-Licht kann in vielen Substanzen chemische Reaktionen und Fluoreszenz hervorrufen. Das Extreme UV, kann eine Ionisierung der Stoffe, die es durchdringt, verursachen (ionisierende Strahlung). Diese Art von UV-Licht wird durch Sauerstoff in der Atmosphäre blockiert und erreicht die Erdoberfläche nicht. UV-Licht zwischen 280 und 315 nm wird durch die Ozonschicht blockiert und verhindert so die Schäden, die es für Lebewesen verursachen kann. Nur 3% des solaren UV-Lichts erreichen die Erde.

Obwohl UV-Licht für den Menschen unsichtbar ist, können wir seine Auswirkungen auf der Haut spüren, wenn wir uns aufgrund längerer Sonneneinstrahlung bräunen oder verbrennen.Andere schädliche Auswirkungen von UV-Licht sind Krebs, insbesondere Hautkrebs. Der Mensch und alle Lebewesen, die Vitamin D produzieren, benötigen jedoch UV-Licht im Bereich von 295-297 nm.

Röntgenstrahlen

Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen, die gekennzeichnet sind durch:

• Energie im Bereich von 100 eV bis 100.000 eV;
• Frequenzen im Bereich von 30 Petahertz bis 30 Exahertz;
• Wellenlängen zwischen 0,01 und 10 nm.

Röntgenphotonen haben genug Energie, um Atome zu ionisieren und molekulare Bindungen aufzubrechen, wodurch diese Art von Strahlung für Lebewesen schädlich wird.

Gamma Strahlen

Die elektromagnetischen Wellen von Gammastrahlen sind gekennzeichnet durch:

• Energien über 100 keV;
• Frequenzen größer als 10¹⁹ Hz;
• Wellenlängen kleiner als 10 Picometer.

Dies sind die Wellen mit der höchsten Energie, die Paul Villard 1900 entdeckte, als er die Auswirkungen von Radiostrahlung untersuchte. Sie werden durch radioaktive Stoffe produziert.