Bức xạ điện từ

Bách khoa toàn thư cởi Wikipedia

Bạn đang xem: sóng điện từ là sóng ngang

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 quỷ sát Điện thông Điện thế Điện trường Điện tích Định luật Coulomb Định luật Gauss Độ năng lượng điện thẩm Mômen lưỡng cực kỳ 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 lại kể từ trường Độ kể từ thẩm Lực kể từ động Mômen lưỡng cực kỳ 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 miêu 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 sức nóng Joule Hiện tượng tự động cảm Hiệu năng lượng điện thế Lực năng lượng điện động Mạch nối tiếp Mạch tuy vậy 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 căn nhà 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 sự việc phối kết hợp (nhân vector) của xấp xỉ năng lượng điện ngôi trường và kể từ ngôi trường vuông góc cùng nhau, Viral nhập không khí như sóng. Sóng năng lượng điện kể từ cũng trở nên lượng tử hoá trở nên những "đợt sóng" sở hữu đặc điểm như các phân tử vận động gọi là photon.

Khi Viral, sóng năng lượng điện kể từ đem bám theo tích điện, động lượng và vấn đề. Sóng năng lượng điện kể từ với bước sóng ở trong tầm 400 nm và 700 nm hoàn toàn có thể được để ý bởi đôi mắt người và gọi là độ sáng. Môn cơ vật lý phân tích sóng năng lượng điện kể từ là năng lượng điện động lực học tập, một thường xuyên ngành của năng lượng điện kể từ học tập.

Nhà toán học tập người Scotland là James Clerk Maxwell (1831-1879) đang được không ngừng mở rộng những dự án công trình của Michael Faraday và nhận biết rằng chủ yếu côn trùng contact khắn khít thân thích năng lượng điện và kể từ thực hiện loại sóng này hoàn toàn có thể tồn bên trên. Những đo lường và tính toán của ông minh chứng rằng sóng năng lượng điện kể từ hoàn toàn 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 1 loại sóng năng lượng điện kể từ. Năm 1888, Heinrich Hertz đang được sử dụng năng lượng điện vạc đi ra những sóng sở hữu đặc điểm tựa như độ sáng và bởi này đã xác nhận những phát minh của Faraday và Maxwell.

Mọi vật thể đều vạc đi ra phản xạ năng lượng điện kể từ, bởi xấp xỉ sức nóng của những phân tử hoặc vẹn toàn tử hoặc những phân tử kết cấu nên bọn chúng, với tích điện phản xạ và phân bổ độ mạnh phản xạ bám theo tần số tùy thuộc vào ở sức nóng chừng của vật thể, tương tự phản xạ vật đen ngòm. Sự phản xạ này lấy lên đường sức nóng năng của vật thể. Các vật thể cũng hoàn toàn có thể hít vào phản xạ vạc đi ra kể từ vật thể khác; và quy trình vạc đi ra và hít vào phản xạ là 1 trong số quy trình trao thay đổi sức nóng.

Phân loại[sửa | sửa mã nguồn]

Sóng năng lượng điện kể từ được phân loại bám theo bước sóng, kể từ nhiều 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 nhìn 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 xấp xỉ 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 bám theo những quy luật truyền trực tiếp, hành động tự nhiên, khúc xạ.
Sóng năng lượng điện kể từ tuân bám theo những quy luật giao phó bôi, nhiễu xạ.
Trong quy trình Viral sóng năng lượng điện kể từ đem bám theo tích điện.^[2]

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

Trong chân ko, những thực nghiệm đang được minh chứng 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 còn ko tùy thuộc vào hệ quy chiếu. Hiện tượng này đang được thay cho thay đổi nhiều ý kiến về cơ học tập cổ xưa của Isaac Newton và xúc tiến Albert Einstein dò thám đi ra lý thuyết kha khá.

Sóng ngang[sửa | sửa mã nguồn]

Sóng năng lượng điện kể từ là sóng ngang, tức là nó là sự việc Viral của những xấp xỉ 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 tuy nhiên phía xấp xỉ vuông góc với phía Viral sóng.^[2]

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

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 nhập chân ko. Như vậy, bước sóng càng nhiều năm thì tích điện photon càng nhỏ.

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

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

Radio[sửa | sửa mã nguồn]

Radio sở hữu không nhiều tương tác với vật hóa học vì thế tích điện của photon nhỏ. Nó hoàn toàn có thể lên đường vượt lên khoảng cách nhiều năm tuy nhiên ko mất mặt tích điện mang lại tương tác, vậy nên được dùng nhằm truyền vấn đề, như nhập chuyên môn truyền thanh.

Khi thu hấp thụ radio bởi ăng-ten, người tớ tận dụng tối đa tương tác thân thích năng lượng điện ngôi trường của sóng với những vật dẫn năng lượng điện. Các loại năng lượng điện tiếp tục xấp xỉ tương hỗ nhập vật dẫn năng lượng điện bên dưới tác động của xấp xỉ năng lượng điện nhập sóng radio.

Vi sóng[sửa | sửa mã nguồn]

Tần số xấp xỉ của vi sóng trùng với tần số nằm trong tận hưởng của rất nhiều phân tử cơ học sở hữu nhập loại vật và nhập đồ ăn. Do vậy vi sóng bị hít vào mạnh bởi những phân tử cơ học và thực hiện bọn chúng rét lên Khi tích điện sóng được gửi thanh lịch tích điện sức nóng 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 đứng xa vời vùng sở hữu hiệu quả của sóng khi vạc sóng, cỡ 1 m trở lên trên, vì thế những mùng chắn ko chắn không còn được sóng.^[3] Vi sóng dư hiệu quả lên tế bào của tớ bám theo nhì nấc độ:^[4]

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

Khi có khá 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 rời dần dần kể từ mặt mày domain authority nhập cho tới bề dày da, của sóng 2450 MHz là cho tới 17 mm. Hiện tượng này hoàn toàn có thể xẩy ra lúc đặt máy tính xách tay thao tác lên đùi, bởi vượt lên trên ngay gần vi sóng dư bởi máy tính xách tay vạc ra^[6]. Tổn thương vi sóng ko xuất hiện trở nên vùng rõ ràng như phỏng sức nóng truyền thống lâu đời, và nhiều người không sở hữu và nhận đi ra. 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 nhập năng lực của khối hệ thống bạch huyết của từng thành viên, nhằm lại nguy hại đột biến ung thư.

Xem thêm: việt nam có mấy miền

Ánh sáng[sửa | sửa mã nguồn]

Các xấp xỉ của năng lượng điện ngôi trường nhập độ sáng hiệu quả mạnh cho tới những tế bào cảm thụ độ sáng nhập đôi mắt người. Có tía loại tế bào cảm thụ độ sáng nhập đôi mắt người, cảm biến 3 vùng quang đãng phổ không giống nhau (tức tía sắc tố không giống nhau). Sự phối kết hợp đồng thời 3 tín hiệu kể từ tía loại tế bào này tạo ra những phổ sắc tố phong phú và đa dạng. Để tạo nên hình hình họa màu sắc bên trên màn hình hiển thị, người tớ cũng dùng tía loại đèn vạc sáng sủa ở 3 vùng quang đãng phổ mẫn cảm 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 nhập vấn đề vô tuyến nên gọi là những sóng vô tuyến. Người tớ phân tách sóng vô tuyến thành: sóng cực kỳ cụt, sóng ngắn từ trường, sóng trung và sóng nhiều năm.^[2]

Lý thuyết[sửa | sửa mã nguồn]

Lý thuyết năng lượng điện kể từ của James Clerk Maxwell đang được phân tích và lý giải sự xuất hiện tại 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 rời tốc), hoặc từng kể từ ngôi trường chuyển đổi, đều là mối cung cấp sinh đi ra những sóng năng lượng điện kể từ. Khi kể từ ngôi trường hoặc năng lượng điện ngôi trường chuyển đổi bên trên một điểm nhập không khí, bám theo hệ phương trình Maxwell, những kể từ ngôi trường hoặc năng lượng điện ngôi trường ở những điểm xung xung quanh cũng trở nên chuyển đổi bám theo, và cứ như vậy sự chuyển đổi này lan toả đi ra xung xung quanh với véc tơ vận tốc tức thời độ sáng.

Biểu trình diễn toán học tập về kể từ ngôi trường và năng lượng điện trường thọ đi ra từ là một mối cung cấp chuyển đổi chứa chấp tăng những phần tế bào miêu tả về xấp xỉ của mối cung cấp, tuy nhiên xẩy ra sau đó 1 thời hạn lờ đờ rộng lớn đối với bên trên mối cung cấp. Đó đó là tế bào miêu 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 bởi véc tơ vận tốc tức thời, bước sóng (hoặc tần số), tuy nhiên nó cũng đều có đặc điểm phân tử, bám theo thuyết lượng tử, với tích điện contact với bước sóng như đang được trình diễn ở mục những đặc điểm.

Phương trình Maxwell[sửa | sửa mã nguồn]

Có thể chứng tỏ xấp xỉ năng lượng điện kể từ Viral nhập không khí bên dưới dạng sóng bởi những phương trình Maxwell.

Xét tình huống năng lượng điện ngôi trường và/hoặc kể từ ngôi trường chuyển đổi nhập chân ko và không tồn tại loại năng lượng điện hoặc năng lượng điện tự tại nhập 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 thám nghiệm ko tầm thông thường, hoàn toàn có thể dùng đẳng thức giải tích véc tơ:

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

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

Và giản dị hóa vế nên (tận dụng phương trình (4) nhập quy trình giản dị hóa):

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

Có thể triển khai những chuyển 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 xấp xỉ của sóng bám theo thời hạn và địa điểm nhập 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 tại năng lượng điện ngôi trường và kể từ ngôi trường tiếp tục chuyển đổi nhập không khí và thời hạn như các sóng, với tốc độ:

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

Với E₀ là 1 hằng số véc tơ nhập vai trò như biên chừng của xấp xỉ năng lượng điện ngôi trường, f là hàm khả vi bậc nhì ngẫu nhiên, là véc tơ đơn vị chức năng bám theo 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 tăng ràng buộc:

(8) suy đi ra năng lượng điện ngôi trường nên luôn luôn vuông góc với phía Viral của sóng và (9) đã cho thấy kể từ ngôi trường thì vuông góc đối với 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: công thức cường độ âm

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 bằng vâng lệnh phương trình (9) nêu bên trên, tớ thấy tích điện năng lượng điện trúng bởi 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 VN, 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 đặt máy tính xách tay lên đùi. Thanh Niên Online, 08/10/2010. Truy cập 11/11/2015.