Електромагнетно зрачење

Електромагнетни таласи од којих се састоји електромагнетна радијација се могу приказати као самопропагирајући трансверзално осцилирајући талас електричног и магнетног поља. Овај дијаграм приказује раван линеарности полиризованог ЕМР таласа који се пропагира са лева на десно. Електрично поље је у вертикалној равни а магнетно поље у хоризонталној равни. Електрично и магнетно поље у ЕМР таласима су увек у фази и стоје на 90 степени једно наспрам другог.

Електромагнетно зрачење је комбинација осцилујућег електричног и магнетног поља која заједно путују кроз простор у облику међусобно управних таласа. Ово зрачење је носилац електромагнетне интеракције (силе) и може се интерпретирати као талас или као честица, у зависности од случаја. Честице које квантификују електромагнетно зрачење су фотони.[1][2]

Електромагнетне таласе је теоријски предвидео Џејмс Максвел 1863. покушавајући да објасни ефекте индукције електричне струје у магнетним пољима и обрнуто. Касније је Хајнрих Рудолф Херц потврдио ову теорију произвевши радио-таласе које је детектовао са другог краја своје лабораторије једноставном осцилацијом електричне струје кроз проводник (тиме демонстриравши примитиван облик антене).

Свако наелектрисање променом брзине кретања генерише електромагнетно поље. Ова информација се простире кроз простор брзином светлости и особине одговарајућег електромагнетног таласа су директно везане за динамику промене кретања наелектрисања. Ако имамо проводник у коме наелектрисање осцилује, генерисани електромагнетни талас ће имати исту фреквенцију осциловања. Алтернативно, ако електромагнетно зрачење гледамо као емисију честица (фотона), енергија коју оне носе је директно везана за таласну дужину, односно учестаност таласа. Што је већа учестаност то је већа енергија фотона. Тачан однос је описан Планковом релацијом E = hν где је Е енергија фотона h је Планкова константа, a ν је фреквенција таласа.

Као што осцилујућа електрична струја у проводнику може да произведе електромагнетни талас, такав талас такође може да у неком проводнику индукује електричну струју исте осцилације, на тај начин омогућавајући трансфер информације од емитора ка пријемнику, што је основ свих бежичних комуникација.

Особине електромагнетног зрачења зависе од његове таласне дужине и као такве се деле на електричне, радио и микроталасе, затим на инфрацрвену, видљиву и ултраљубичасту светлост, X-зраке и гама зраке. Цео опсег таласних дужина електромагнетног зрачења се зове електромагнетни спектар.

У вакууму се електромагнетни таласи простиру брзином светлости, док се при проласку кроз гасове или течности делови спектра могу апсорбовати, односно расипати при хаотичном кретању честица услед ефекта ексцитације атома, при чему талас престаје да се креће праволинијски па је перцепција да се креће спорије од брзине светлости.

Терминологија

Таласна дужина

Таласна дужина, симбол λ, је најмања удаљеност две тачака исте фазе покрета једног таласа. При томе две тачке су у фази када се на исти начин у временском размаку покривају и њихова амплитуда има исти смер покрета. Таласна дужина електромагнетног талас је једнака:

Електрично поље

Електрично поље је простор око наелектрисаног тела у којем се манифестује деловање на друга наелектрисана тела.[3] Јачина електричног поља:

E = F/q

Магнетно поље

Магнетно поље је простор у којем се опажа деловање једног магнета на друге магнете. Јачина магнетног поља је:

H = B/μ

Када се у отвореном осцилаторном колу изазову електромагнетне осцилације у простору око њега настаје електромагнетно поље. Електрично и магнетно поље нису више одвојени већ чине једну целину. Теорију електромагнетног поља поставио је Максвел. Та теорија се темељи на следећим поставкама:

  • Свака промена магнетног поља доводи у околном простору до индуковања вртложног електричног поља. Свака промјена електричног поља доводи до индуковања вртложног магнетног поља у околном простору.
  • Електромагнетно зрачење је комбинација осцилујућег електричног и магнетног поља таласа. Максвелова теорија је предвидела постојање електромагентских таласа, као и то да су светлосни таласи само један облик електромагнетних таласа. Свако наелектрисање промјеном брзине кретања генерише електромагнетно поље. Ова информација се простире кроз простор брзином светлости и особине одговарајућег електромагнетног таласа су директно везане за динамику промене кретања наелектрисања.
други језици
Bahasa Indonesia: Radiasi elektromagnetik
Bahasa Melayu: Sinaran elektromagnet
Bân-lâm-gú: Tiān-chû hòng-siā
беларуская (тарашкевіца)‎: Электрамагнітнае выпраменьваньне
íslenska: Rafsegulgeislun
한국어: 전자기파
oʻzbekcha/ўзбекча: Elektromagnit nurlanish
srpskohrvatski / српскохрватски: Elektromagnetsko zračenje
Tiếng Việt: Bức xạ điện từ
吴语: 电磁辐射
中文: 电磁辐射
粵語: 電磁輻射