Elektromágneses sugárzás

Innen: HamWiki
A lap korábbi változatát látod, amilyen HG2ECZ (vitalap | közreműködések) 2006. július 7., 15:08-kor történt szerkesztése után volt. (+Kategória)
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

Az elektromágneses sugárzás egymásra merőlegesen haladó oszcilláló elektromos és mágneses tér, mely a térben hullám formájában terjed energiát és impulzust szállítva. Részecskéi (kvantumai) a fotonok. A 380 nm és 780 nm közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás az emberi szem számára is látható, emiatt látható fénynek nevezik. Az összes elektromágneses sugárzás elrendezhető frekvencia (hullámhossz, energia) szerint, ekkor kapjuk az elektromágneses spektrumot. Az elektromágneses sugárzás fizikáját az elektrodinamika írja le.

Megismerésének története

Az elektromágneses hullámok elméletét James Clark Maxwell (1831 - 1878) skót fizikus dolgozta ki 1873-ban. A „Tanulmány az elektromos és mágneses térről” című munkájában közzétett Maxwell-egyenletek megjósolták az elektromágneses hullámok létezését. Az elmélet magában foglalta a nagyon rövid ill. nagy hosszú hullámhosszok létezését, vagyis az elektromágneses hullámoknak nincs felső ill. alsó hullámhossszhatára. Ezzel a feltételezéssel Maxwell olyan elektromágneses sugárzások létére következtetett, amelyeket csak a halála után fedeztek fel. A Maxwell-egyenleteket helyességét Heinrich Hertz bizonyította be a szikragenerátorral végzett kísérletei alapján.

William Herschel (1738 - 1822) német csillagász észrevette, hogy a kísérleteiben használt fényforrás hőmérsékletváltozást idéz elő. Ezzel felfedezte az infravörös (IR - infra red) hősugarakat. (Egy villanykörte sugárzásának 90 %-át ebben a tartományban bocsátja ki!).

Johann Ritter (1776 - 1829) 1801-ben kémiai vizsgálatok alapján arra a következtetésre jutott, hogy a (látható) kék hullámhosszú fény frekvenciájánál létezik kisebb frekvencia, amely atomi szinten hat; ezzel felfedezte az ultraibolya (UV - ultraviolet) sugárzást.

Az elektromágneses spektrum tartományaiból a földi légkör csak a látható fényt és a hozzá csatlakozó hullámhossznak kis részét, valamint az 1 mm - 20 m hullámhosszú rádiósugárzást engedi át. Ennek a tartománynak a kiaknázására született meg a rádiócsillagászat.

Elektromágneses spektrum

Elnevezés Hullámhossz Frekvencia Foton-energia eV-ban Előállítás Műszaki felhasználás Kiváltó jelenség
Kisfrekvencia > 3000 km < 100 Hz     elektr. rezgőkör Audio-technika  
Váltóáram > 3000 km < 100 Hz < 6,6 · 10-32 J < 410 feV      
Hangfrekvenciás váltóáram < 3000 km > 100 Hz > 6,6 · 10-32 J > 410 feV      
Hosszúhullámok < 30 km > 10 kHz > 6,6 · 10-30 J > 41 peV      
Rádióhullám < 10 km > 30 kHz     elektr. rezgőkör + antenna    
Hosszúhullám (HH) < 10 km > 30 kHz > 2,0 · 10-29 J > 120 peV   Hosszúhullámú műsorszórás  
Középhullám (KH) < 650 m > 650 kHz > 4,3 · 10-28 J > 2,7 neV   Középhullámú műsorszórás  
Rövidhullám (RH) < 180 m > 1,7 MHz > 1,1 · 10-27 J > 6,9 neV   Rövidhullámú műsorszórás  
Ultrarövid hullám (URH) < 10 m > 30 MHz > 2,0 · 10-26 J > 120 neV   Műsorszórás, TV, radar, mágnesrezonanciás-tomográfia Magspin-rezonancia
Deciméteres hullám 10 cm - 1 m 300 MHz- 3 GHz > 2,0 · 10-25 J > 1,2 µeV   Mágnesesrezonancia-tomográfia, mobiltelefon, TV Magspin-rezonancia
Centiméteres hullám 1 cm - 10 cm 3 - 30 GHz > 2,0 · 10-24 J > 12 µeV   Rádiócsillagászat, távközlés, műholdas televizióadás  
Milliméteres hullám 1 mm - 1 cm 30 - 300 GHz > 2,0 · 10-23 J > 120 µeV   Rádiócsillagászat, távközlés  
Mikrohullám 300 µm - 30 cm 1 GHz - 1 THz > 6,6 · 10-25 J > 4,1 µeV Magnetron, klisztron, maser Mikrohullámú sütő, radar Elektronspin-rezonancia
Terahertz-es sugárzás 30 µm - 3 mm 0,1 THz - 10 THz > 6,6 · 10-23 J > 0.4 meV Szinkrotron, infravörös-lézer,

FEL(szabadelektron-lézer)

Rádiócsillagászat, spektroszkópia  
Infravörös sugárzás (IR)
(Hősugárzás)
< 1,0 mm > 300 GHz     Hősugárzó, Lézerdióda, Szinkrotron IR-spektroszkópia Molekularezgések, Molekulaforgások
Távoli infravörös < 1,0 mm > 300 GHz > 2,0 · 10-22 J > 1,2 meV      
Közepes infravörös < 50 µm > 6,00 THz > 4,0 · 10-21 J > 25 meV Széndioxid-lézer    
Közeli infravörös < 2,5&nbspµm > 120 THz > 8,0 · 10-20 J > 500 meV Nd:YAG-lézer Távközlés, Adatátvitel (IRDA)  
Fény < 780 nm > 384 THz > 2,6 · 10-19 J > 1,6 eV Hősugárzó (Izzó),
Gasentladung (Fénycső), Laserdióda, Festéklézer, Szinkrotron
Világítás, Színmérés, Fényességmérés Vegyértékelektronok
Vörös 640 - 780 nm 384 - 468 THz     Hélium-Neon-lézer DVD, CD  
Narancs 600 - 640 nm 468 - 500 THz          
Sárga 570 - 600 nm 500 - 526  THz          
Zöld 490 - 570 nm 526 - 612  THz          
Kék 430 - 490 nm 612 - 697 THz          
Ibolya 380 - 430 nm 697 - 789 THz       Blu-ray Disc  
Ultraibolya sugárzás (UV) < 380 nm > 789  THz > 5,2 · 10-19 J > 3,3 eV   fertőtlenítés, UV-fény, spektroszkópia vegyértékelektronok
Lágy UV-sugárzás < 380 nm > 789  THz > 5,2 · 10-19 J > 3,3 eV Fénycső, Szinkrotron, Excimerlaser Schwarzlicht?? fluoreszcencia, foszforeszcencia, pénzérmék eredetiségvizsgálata, fotolitográfia  
Kemény UV-sugárzás < 200 nm > 1,5 PHz > 2,0 · 10-19 J > 6,2 eV Fénycső, szinkrotron, Excimerlézer    
EUV 13.5 nm 30 PHz 2,0 · 10-17 J 90 eV Szinkrotron, EUV-litográfia  
XUV 1 - 50 nm 300 PHz - 1 PHz 2,0 · 10-16 - 5,0 · 10-18 J 20 - 1000 eV XUV- és EUV-források; XUV-csövek, szinkrotron EUV-litográfia, Röntgen-mikroszkópia, Nanoszkópia  
Röntgen-sugárzás < 1 nm > 300 PHz > 2,0 · 10-16 J > 1 keV Röntgen-cső orvosi diagnosztika, biztonságtechnika, Röntgen-szerkezetanalízis, Röntgen-hajlítás belső elektronok, Auger-elektronok
Gamma-sugárzás < 10 pm > 30 EHz > 2,0 · 10-14 J > 120 keV Radioaktivitás    

Forrás

A német Wikipédia Elektromagnetisches Spektrum a forrása a táblázatnak

Külső hivatkozások