Bức xạ điện từ

Bách khoa toàn thư banh Wikipedia

Điện kể từ học
Bài viết lách về

Điện Từ học Lịch sử Giáo trình
Tĩnh điện Chất cơ hội điện Chất dẫn điện Cảm ứng tĩnh điện Điện quái sát Điện thông Điện thế Điện trường Điện tích Định luật Coulomb Định luật Gauss Độ năng lượng điện thẩm Mômen lưỡng đặc biệt điện Mật chừng phân cực Mật chừng năng lượng điện tích Phóng tĩnh điện Thế năng điện
Tĩnh từ Định luật Ampère Định luật Biot–Savart Định luật Gauss mang đến kể từ trường Độ kể từ thẩm Lực kể từ động Mômen lưỡng đặc biệt từ Quy tắc bàn tay phải Từ hóa Từ thông Từ thế vectơ Từ thế vô hướng Từ trường
Điện động Bức xạ năng lượng điện từ Cảm ứng năng lượng điện từ Dòng năng lượng điện Foucault Dòng năng lượng điện dịch chuyển Định luật Faraday Định luật Lenz Lực Lorentz Mô mô tả toán học tập của ngôi trường năng lượng điện từ Phương trình Jefimenko Phương trình London Phương trình Maxwell Tenxơ ứng suất Maxwell Thế Liénard–Wiechert Trường năng lượng điện từ Vectơ Poynting Xung năng lượng điện từ
Mạch điện Bộ nằm trong hưởng Dòng điện Dòng năng lượng điện một chiều Dòng năng lượng điện xoay chiều Điện dung Điện phân Điện trở Định luật Ohm Gia nhiệt độ Joule Hiện tượng tự động cảm Hiệu năng lượng điện thế Lực năng lượng điện động Mạch nối tiếp Mạch tuy nhiên song Mật chừng loại điện Ống dẫn sóng năng lượng điện từ Trở kháng
Phát biểu hiệp phương sai Tenxơ năng lượng điện từ (tenxơ ứng suất–năng lượng) Dòng tứ chiều Thế năng lượng điện kể từ tứ chiều
Các mái ấm khoa học Ampère Biot Coulomb Davy Einstein Faraday Fizeau Gauss Heaviside Henry Hertz Joule Lenz Lorentz Maxwell Ørsted Ohm Ritchie Savart Singer Tesla Volta Weber
x t s

Bức xạ năng lượng điện từ (hay sóng năng lượng điện từ) là việc phối hợp (nhân vector) của giao động năng lượng điện ngôi trường và kể từ ngôi trường vuông góc cùng nhau, Viral vô không khí như sóng. Sóng năng lượng điện kể từ cũng trở thành lượng tử hoá trở thành những "đợt sóng" sở hữu đặc điểm tựa như những phân tử hoạt động gọi là photon.

Khi Viral, sóng năng lượng điện kể từ đem theo gót tích điện, động lượng và vấn đề. Sóng năng lượng điện kể từ với bước sóng ở trong vòng 400 nm và 700 nm rất có thể được để ý vì chưng đôi mắt người và gọi là độ sáng. Môn vật lý cơ nghiên cứu và phân tích sóng năng lượng điện kể từ là năng lượng điện động lực học tập, một chuyên nghiệp ngành của năng lượng điện kể từ học tập.

Nhà toán học tập người Scotland là James Clerk Maxwell (1831-1879) vẫn không ngừng mở rộng những dự án công trình của Michael Faraday và nhận biết rằng chủ yếu côn trùng tương tác khắn khít thân mật năng lượng điện và kể từ thực hiện loại sóng này rất có thể tồn bên trên. Những đo lường của ông chứng minh rằng sóng năng lượng điện kể từ rất có thể truyền với véc tơ vận tốc tức thời độ sáng và điều này tạo nên ông ngờ rằng chủ yếu độ sáng cũng là một trong những loại sóng năng lượng điện kể từ. Năm 1888, Heinrich Hertz vẫn sử dụng năng lượng điện phân phát rời khỏi những sóng sở hữu đặc điểm tựa như độ sáng và vì thế này đã xác nhận những ý tưởng phát minh của Faraday và Maxwell.

Mọi vật thể đều phân phát rời khỏi phản xạ năng lượng điện kể từ, vì thế giao động nhiệt độ của những phân tử hoặc nguyên vẹn tử hoặc những phân tử cấu trúc nên bọn chúng, với tích điện phản xạ và phân bổ độ mạnh phản xạ theo gót tần số tùy thuộc vào ở nhiệt độ chừng của vật thể, tương tự phản xạ vật đen giòn. Sự phản xạ này lấy lên đường nhiệt độ năng của vật thể. Các vật thể cũng rất có thể hít vào phản xạ phân phát rời khỏi kể từ vật thể khác; và quy trình phân phát rời khỏi và hít vào phản xạ là một trong những trong số quy trình trao thay đổi nhiệt độ.

Phân loại[sửa | sửa mã nguồn]

Sóng năng lượng điện kể từ được phân loại theo gót bước sóng, kể từ lâu năm cho tới ngắn:

Bảng phân loại những phản xạ sóng năng lượng điện từ/ánh sáng^[1]
Tên	Bước sóng	Tần số (Hz)	Năng lượng photon (eV)
Radio hoặc sóng vô tuyến	1 mét - 100000 km	300 MHz - 3 Hz	12.4 feV - 1.24 meV
Vi ba	1 mm - 1 mét	300 GHz - 300 MHz	1.7 eV - 1.24 meV
Tia hồng ngoại	760 nm - 1 mm	430 THz - 300 GHz	1.24 meV - 1.7 eV
Ánh sáng sủa coi thấy	380 nm - 760 nm	790 THz - 430 THz	1.7 eV - 3.3 eV
Tia tử ngoại	10 nm - 380 nm	30 PHz - 790 THz	3.3 eV - 124 eV
Tia X	0,01 nm - 10 nm	30 EHz - 30 PHz	124 eV - 124 keV
Tia gamma	≤ 0,01 nm	≥ 30 EHz	124 keV - 300+ GeV

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Trong sóng năng lượng điện kể từ thì giao động của năng lượng điện ngôi trường và của kể từ ngôi trường bên trên một điểm luôn luôn trực tiếp đồng trộn cùng nhau.
Sóng năng lượng điện kể từ tuân theo gót những quy luật truyền trực tiếp, bản năng, khúc xạ.
Sóng năng lượng điện kể từ tuân theo gót những quy luật giao phó quẹt, nhiễu xạ.
Trong quy trình Viral sóng năng lượng điện kể từ đem theo gót tích điện.^[2]

Vận tốc vô chân không[sửa | sửa mã nguồn]

Trong chân ko, những thực nghiệm vẫn chứng minh những phản xạ năng lượng điện kể từ lên đường với véc tơ vận tốc tức thời bất biến, thông thường được ký hiệu là c=299.792.458 m/s, thậm chí là ko tùy thuộc vào hệ quy chiếu. Hiện tượng này vẫn thay cho thay đổi nhiều ý kiến về cơ học tập truyền thống của Isaac Newton và xúc tiến Albert Einstein dò xét rời khỏi lý thuyết kha khá.

Sóng ngang[sửa | sửa mã nguồn]

Sóng năng lượng điện kể từ là sóng ngang, tức thị nó là việc Viral của những giao động tương quan cho tới đặc điểm được đặt theo hướng (cụ thể là độ mạnh năng lượng điện ngôi trường và độ mạnh kể từ trường) của những thành phần nhưng mà phía giao động vuông góc với phía Viral sóng.^[2]

Như nhiều sóng ngang, sóng năng lượng điện kể từ sở hữu hiện tượng kỳ lạ phân đặc biệt.

Năng lượng[sửa | sửa mã nguồn]

Năng lượng của một phân tử photon sở hữu bước sóng λ là hc/λ, với h là hằng số Planck và c là véc tơ vận tốc tức thời độ sáng vô chân ko. Như vậy, bước sóng càng lâu năm thì tích điện photon càng nhỏ.

Tương tác với vật chất[sửa | sửa mã nguồn]

Trong tương tác với những nguyên vẹn tử, phân tử và những phân tử cơ bạn dạng, những đặc điểm sóng năng lượng điện kể từ dựa vào không ít vô bước sóng (hay tích điện của những photon). Dưới đấy là một vài ba ví dụ. Xin coi cụ thể thêm thắt ở những trang giành riêng cho những loại sóng năng lượng điện kể từ riêng rẽ.

Radio[sửa | sửa mã nguồn]

Radio sở hữu không nhiều tương tác với vật hóa học vì như thế tích điện của photon nhỏ. Nó rất có thể lên đường vượt lên khoảng cách lâu năm nhưng mà ko mất mặt tích điện mang đến tương tác, vì vậy được dùng nhằm truyền vấn đề, như vô nghệ thuật truyền thanh.

Khi thu hấp thụ radio vì chưng ăng-ten, người tớ tận dụng tối đa tương tác thân mật năng lượng điện ngôi trường của sóng với những vật dẫn năng lượng điện. Các loại năng lượng điện tiếp tục giao động hỗ tương vô vật dẫn năng lượng điện bên dưới tác động của giao động năng lượng điện vô sóng radio.

Vi sóng[sửa | sửa mã nguồn]

Tần số giao động của vi sóng trùng với tần số nằm trong hưởng trọn của tương đối nhiều phân tử cơ học sở hữu vô loại vật và vô thực phẩm. Do vậy vi sóng bị hít vào mạnh vì chưng những phân tử cơ học và thực hiện bọn chúng lạnh lẽo lên Khi tích điện sóng được gửi sang trọng tích điện nhiệt độ của những phân tử. Tính hóa học này được dùng nhằm thực hiện lò vi sóng.

Điều này cũng thưa lên rằng dùng tranh bị hoặc lò vi sóng thì nên cần đứng xa vời vùng sở hữu hiệu quả của sóng khi phân phát sóng, cỡ 1 m trở lên trên, vì như thế những mùng chắn ko chắn không còn được sóng.^[3] Vi sóng dư hiệu quả lên tế bào của tớ theo gót nhị nấc độ:^[4]

Mức nhẹ nhõm là làm công việc biến hóa tính một số trong những phân tử protein vô tế bào, tức là tạo nên sai chếch một chút ít cấu hình phân tử, nó ko "chết" và vẫn nhập cuộc được vô hoạt động và sinh hoạt sinh sống của tế bào. Nếu sai chếch này xẩy ra vô phân tử DNA là điểm chứa chấp mã DT, thì gọi là biến hóa dị, và quy trình phân bào tiếp sau đó tiếp tục đã cho ra loạt những tế bào lỗi DT. Khi ê nếu như hệ bạch huyết ko đầy đủ mạnh nhằm vô hiệu được những tế bào lỗi này thì bọn chúng cải tiến và phát triển trở thành ung thư.
Mức nặng nề là biến hóa tính mạnh, phân tử không hề tham gia được vô hoạt động và sinh hoạt sinh sống. Nếu lượng phân tử bị biến hóa tính rộng lớn thì tế bào bị tiêu diệt.

Khi có rất nhiều tế bào bị tiêu diệt thì được gọi là "bỏng vi sóng"^[5]. Số tế bào bị tiêu diệt ở xen với tế bào sinh sống, và hạn chế dần dần kể từ mặt mày domain authority vô cho tới bề dày da, của sóng 2450 MHz là cho tới 17 mm. Hiện tượng này rất có thể xẩy ra lúc để máy vi tính thao tác lên đùi, vì thế quá sát vi sóng dư vì thế máy vi tính phân phát ra^[6]. Tổn thương vi sóng ko sinh ra trở thành vùng rõ rệt như phỏng nhiệt độ truyền thống lâu đời, và nhiều người không sở hữu và nhận rời khỏi. Thông thông thường thì bạch huyết cầu dọn được những tế bào bị tiêu diệt, tuy nhiên việc dọn những tế bào lỗi DT thì tùy nằm trong vô tài năng của khối hệ thống bạch huyết của từng thành viên, nhằm lại nguy cơ tiềm ẩn đột biến ung thư.

Xem thêm: học viện kỹ thuật quân sự điểm chuẩn

Ánh sáng[sửa | sửa mã nguồn]

Các giao động của năng lượng điện ngôi trường vô độ sáng hiệu quả mạnh cho tới những tế bào cảm thụ độ sáng vô đôi mắt người. Có thân phụ loại tế bào cảm thụ độ sáng vô đôi mắt người, cảm biến 3 vùng quang đãng phổ không giống nhau (tức thân phụ sắc tố không giống nhau). Sự phối hợp đồng thời 3 tín hiệu kể từ thân phụ loại tế bào này tạo ra những phổ sắc tố phong phú và đa dạng. Để đưa đến hình hình họa color bên trên màn hình hiển thị, người tớ cũng dùng thân phụ loại đèn phân phát sáng sủa ở 3 vùng quang đãng phổ nhạy bén của những người.

Sóng vô tuyến[sửa | sửa mã nguồn]

Những sóng năng lượng điện kể từ sở hữu bước sóng kể từ vài ba mét cho tới vài ba km được sử dụng vô vấn đề vô tuyến nên gọi là những sóng vô tuyến. Người tớ phân tách sóng vô tuyến thành: sóng đặc biệt cộc, sóng ngắn từ trường, sóng trung và sóng lâu năm.^[2]

Lý thuyết[sửa | sửa mã nguồn]

Lý thuyết năng lượng điện kể từ của James Clerk Maxwell vẫn phân tích và lý giải sự xuất hiện nay của sóng năng lượng điện kể từ như sau. Mọi năng lượng điện Khi thay cho thay đổi véc tơ vận tốc tức thời (tăng tốc hoặc hạn chế tốc), hoặc từng kể từ ngôi trường thay đổi, đều là mối cung cấp sinh rời khỏi những sóng năng lượng điện kể từ. Khi kể từ ngôi trường hoặc năng lượng điện ngôi trường thay đổi bên trên một điểm vô không khí, theo gót hệ phương trình Maxwell, những kể từ ngôi trường hoặc năng lượng điện ngôi trường ở những điểm xung xung quanh cũng trở thành thay đổi theo gót, và cứ như vậy sự thay đổi này lan toả rời khỏi xung xung quanh với véc tơ vận tốc tức thời độ sáng.

Biểu biểu diễn toán học tập về kể từ ngôi trường và năng lượng điện trường thọ rời khỏi từ là một mối cung cấp thay đổi chứa chấp thêm thắt những phần tế bào mô tả về giao động của mối cung cấp, tuy nhiên xẩy ra sau đó 1 thời hạn lờ lững rộng lớn đối với bên trên mối cung cấp. Đó đó là tế bào mô tả toán học tập của phản xạ năng lượng điện kể từ. Tuy trong số phương trình Maxwell, phản xạ năng lượng điện kể từ trọn vẹn sở hữu đặc điểm sóng, đặc thù vì chưng véc tơ vận tốc tức thời, bước sóng (hoặc tần số), tuy nhiên nó cũng đều có đặc điểm phân tử, theo gót thuyết lượng tử, với tích điện tương tác với bước sóng như vẫn trình diễn ở mục những đặc điểm.

Phương trình Maxwell[sửa | sửa mã nguồn]

Có thể minh chứng giao động năng lượng điện kể từ Viral vô không khí bên dưới dạng sóng vì chưng những phương trình Maxwell.

Xét tình huống năng lượng điện ngôi trường và/hoặc kể từ ngôi trường thay đổi vô chân ko và không tồn tại loại năng lượng điện hoặc năng lượng điện tự tại vô không khí đang được xét; 4 phương trình Maxwell rút gọn gàng thành:

Nghiệm tầm thông thường của hệ phương trình bên trên là:

Để dò xét nghiệm ko tầm thông thường, rất có thể dùng đẳng thức giải tích véc tơ:

Bằng cơ hội lấy rôta nhị vế của phương trình (2):

Rồi giản dị và đơn giản hóa vế trái khoáy (tận dụng phương trình (1) vô quy trình giản dị và đơn giản hóa):

Và giản dị và đơn giản hóa vế cần (tận dụng phương trình (4) vô quy trình giản dị và đơn giản hóa):

Cân vì chưng 2 vế (6) và (7) nhằm chiếm được phương trình vi phân mang đến năng lượng điện trường:

Có thể tiến hành những thay đổi tương tự động như bên trên nhằm chiếm được phương trình vi phân với kể từ trường:

Hai phương trình vi phân bên trên đó là những phương trình sóng, dạng tổng quát:

với c₀ là vận tốc Viral của sóng và f mô tả độ mạnh giao động của sóng theo gót thời hạn và địa điểm vô không khí. Trong tình huống của những phương trình sóng tương quan cho tới năng lượng điện ngôi trường và kể từ ngôi trường nêu bên trên, tớ thấy nghiệm của phương trình thể hiện nay năng lượng điện ngôi trường và kể từ ngôi trường tiếp tục thay đổi vô không khí và thời hạn tựa như những sóng, với tốc độ:

Đây đó là vận tốc độ sáng vô chân ko. Nghiệm của phương trình sóng mang đến năng lượng điện ngôi trường là:

Với E₀ là một trong những hằng số véc tơ nhập vai trò như biên chừng của giao động năng lượng điện ngôi trường, f là hàm khả vi bậc nhị ngẫu nhiên, là véc tơ đơn vị chức năng theo gót phương Viral của sóng, và x là tọa chừng của điểm đang được xét. Tuy nghiệm này vừa lòng phương trình sóng, nhằm vừa lòng toàn bộ những phương trình Maxwell, cần phải có thêm thắt ràng buộc:

(8) suy rời khỏi năng lượng điện ngôi trường cần luôn luôn vuông góc với phía Viral của sóng và (9) đã cho chúng ta biết kể từ ngôi trường thì vuông góc với tất cả năng lượng điện ngôi trường và phía lan truyền; đôi khi E₀ = c₀ B₀. Nghiệm này của phương trình Maxwell đó là sóng năng lượng điện kể từ phẳng.

Xem thêm: trường đại học duy tân học phí

Năng lượng và xung lượng[sửa | sửa mã nguồn]

Mật chừng tích điện của ngôi trường năng lượng điện kể từ thưa chung:

u = (E.D + B.H)/2

Trong chân không:

u = (ε₀|E|² + μ₀|H|²)/2

Với sóng năng lượng điện kể từ phẳng lì vâng lệnh phương trình (9) nêu bên trên, tớ thấy tích điện năng lượng điện chính vì chưng tích điện kể từ, và:

u = ε₀|E|² = μ₀|H|²

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Phương trình truyền xạ
Phổ năng lượng điện từ
Nguy hiểm của sóng năng lượng điện từ
Ánh sáng

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

^ Haynes, William M. chỉnh sửa (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bạn dạng 92). CRC Press. tr. 10.233. ISBN 1-4398-5511-0.
^ ^a ^b ^c Bộ Giáo Dục Đào tạo nên nước ta, Vật lý 12, Bài 22: Sóng năng lượng điện từ
^ Kitchen, R. (2001). RF and Microwave Radiation Safety Handbook. Newnes. p. 60. ISBN 9780750643559.
^ Shckorbatov YG, Pasiuga VN, Kolchigin NN, Grabina VA, Batrakov DO, Kalashnikov VV, Ivanchenko DD, Bykov VN (2009): The influence of differently polarised microwave radiation on chromatin in human cells. International Journal of Radiation Biology 85 (4), p. 322–329
^ Fleck H (1983). Microwave oven burn. Bull N Y Acad Med 59 (3), p. 313–7. PMC 1911632. PMID 6573221.
^ Cẩn trọng lúc để máy vi tính lên đùi. Thanh Niên Online, 08/10/2010. Truy cập 11/11/2015.