Электрамагнітнае выпраменьваньне

Клясычная электрадынаміка

Электрычнасьць · Магнэтызм Электрастатыка Закон Кулёна Прынцып супэрпазыцыі Тэарэма Гаўса Эквіпатэнцыйная паверхня Электрычны дыпольны момант Электрычны зарад Электрычная індукцыя Электрычнае поле Электрастатычны патэнцыял Магнітастатыка Закон Бія — Савара — Лапласа Закон Ампэра Магнітны момант Магнітнае поле Магнітны струмень Электрадынаміка Дыполь Сіла Лёрэнца Ток зруху Уніпалярная індукцыя Раўнаньні Максўэла Электрычны ток Электрарухальная сіла Электрамагнітная індукцыя Электрамагнітнае выпраменьваньне Электрамагнітнае поле Электрычны ланцуг Закон Ома Законы Кірхгофа Індуктыўнасьць Радыёхвалявод Рэзанатар Электрычная ёмістасьць Электрычная праводнасьць Супор Электрычны імпэданс Вядомыя навукоўцы Гэнры Кавэндыш Майкл Фарадэй Андрэ-Мары Ампэр Густаў Робэрт Кірхгоф Джэймз Кларк Максўэл Гэнры Рудольф Гэрц Альбэрт Абрахам Майкэльсан Робэрт Эндрус Мілікэн

Электрамагнітнае выпраменьваньне (электрамагнітныя хвалі) — ваганьне электрамагнітнага поля, якое распаўсюджваецца ў прасторы. Яно складаецца з электрычнага і магнітнага поля, якія вагаюцца пэрпэндыкулярна адносна адно аднаго і адносна вэктару распаўсюджваньня электрамагнітнай хвалі. У электрамагнітных хвалях існуе дакладная залежнасьць частасьці ад даўжыні хвалі і наадварот. Адгэтуль існуе дыфэрэнцыяцыя электрамагнітных хваляў паводле гэтых двух парамэтраў (у парадку павелічэньня частасьці і памяньшэньня даўжыні хвалі): радыёхвалі, мікрахвалі, інфрачырвонае выпраменьваньне, бачнае сьвятло, ультрафіялетавы спэктар, рэнтгенаўскія і гама-прамяні.

Хуткасьць электрамагнітнага выпраменьваньня ў вакуўме роўная хуткасьці сьвятла: $c=299\,792\,458\,$ м/с. З-за таго, што складаецца з фатонаў, электрамагнітнае выпраменьваньне нясе ў сабе энэргію і імпульс, якія, узаемадзейнічая з матэрыяй, могуць перадавацца ёй.

Электрамагнітны спэктар

Увесь электрамагнітны спэктар з вылучаным бачным спэктрам.

Адным з агульных падзелаў электрамагнітнага спэктру зьяўляецца разьдзяленьне яго па даўжыні хвалі на радыё- і мікрахвалі, інфрачырвонае выпраменьваньне, бачны і ультрафіялетавы спэктар, рэнтгенаўскія і гама-прамяні.

Паводзіны ЭМ-хваляў залежаць ад даўжыні хвалі: чым большыя частасьці, тым меншыя даўжыні хвалі, і наадварот, чым меншыя частасьці, тым большыя даўжыні хвалі. Калі хваля выпраменьваньне ўзаемадзейнічае з асобнымі атамамі і малекуламі, узаемадзейнічаньне залежыць ад энэргіі, якую нясе ў сабе фатон. Спэктраскапія дазваляе назіраць спэктар значна большы за бачны: звычайны лябараторны спэктрограф рэгіструе даўжыні хвалі ад 2 да 2500 нм. Праз спэктографы можна атрымаць падрабязную інфармацыю пра фізычныя ўласьцівасьці аб’ектаў, газаў, ці нават зорак. З-за гэтага спэктрографы выкарыстоўваюцца ў астрафізыцы для атрыманьня інфармацыі пра хімічны склад астранамічных аб’ектаў. Напрыклад, атам вадароду надае радыёвыпраменьваньне з даўжынёй хвалі, роўнай 21,12 см.

Сьвятло

Асноўны артыкул: Сьвятло

Частка спэктру ЭМ выпраменьваньня з даўжынёй хвалі паміж прыблізна 400 і 700 нм, гэта атрымальны чалавечым вокам спэктар, успрыманы як бачнае сьвятло. Хвалі, блізкія да бачнага спэктру (крыху больш за 700 нм і меней за 400 нм), таксама часам адносяць да бачнага сьвятла, тым больш што хвалі падобнай даўжыні могуць ўспрымаюцца некаторымі людзьмі.

Калі выпраменьваньне, з частасьцю ў бачным спэктры, адбіваецца ад аб’екту, яно трапляе ў чалавечае вока — гэтак ствараецца карціна, успрыманая чалавекам. Ня ўся інфармацыя, якая перадаецца праз электрамагнітныя хвалі, можа ўспрымацца чалавекам літаральна. Напрыклад, праз оптавалакно перадаюцца электрамагнітныя сыгналы бачнага спэктру, але пры дапамозе розных прыстасаваньняў гэтыя сыгналы канвэртуюцца ў іншыя ўяўленьні інфармацыі.

Радыёхвалі

Асноўны артыкул: Радыёхвалі

Радыёхвалі могуць праносіць у сабе інфармацыю празь зьмяненьне амплітуды, частасьці і фазы хвалі ў межах пэўнага частаснага дыяпазону. Калі ЭМ-выпраменьваньне пачынае ўзаемадзейнічаньне з правадніком, яно змушае электроны рухацца, гэтым чынам індукуецца электрычны ток. Гэты эфэкт (скін-эфэкт) выкарыстоўваецца ў антэнах. Акрамя гэтага, электрамагнітныя хвалі могуць выклікаць паглынаньне малекуламі рэчыва энэргіі, з-за чаго выдзяляецца цеплыня — гэтая зьява выкарыстоўваецца ў мікрахвалевых печах.

Вонкавыя спасылкі

Электрамагнітнае выпраменьваньне — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў