أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي
الإشعاع الكهرومغناطيسي (الموجات الكهرومغناطيسية) - اضطراب انتشار المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء.
نطاقات الإشعاع الكهرومغناطيسي
1 موجات الراديو
2. الأشعة تحت الحمراء (الحرارية)
3. الإشعاع المرئي (بصري)
4. الأشعة فوق البنفسجية
5. إشعاع صلب
تعتبر الخصائص الرئيسية للإشعاع الكهرومغناطيسي هي التردد وطول الموجة. يعتمد الطول الموجي على سرعة انتشار الإشعاع. سرعة انتشار الإشعاع الكهرومغناطيسي في الفراغ تساوي سرعة الضوء ، وهذه السرعة في الوسائط الأخرى أقل.
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية من وجهة نظر نظرية التذبذبات ومفاهيم الديناميكا الكهربائية هي وجود ثلاثة متجهات متعامدة بشكل متبادل: موجة متجهية ، متجه شدة المجال الكهربائي E وناقل المجال المغناطيسي H.
طيف من الإشعاع الكهرومغناطيسي
الموجات الكهرومغناطيسية - هي موجات عرضية (موجات القص) تتأرجح فيها نواقل المجال الكهربائي والمغناطيسي عموديًا على اتجاه انتشار الموجات ، لكنها تختلف اختلافًا كبيرًا عن الموجات الموجودة على الماء وعن الصوت حيث يمكن أن تنتقل من المصدر إلى المتلقي ، بما في ذلك من خلال الفراغ.
تشترك جميع أنواع الإشعاع في سرعة انتشارها في فراغ يساوي 300.000.000 متر في الثانية.
يتميز الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد التذبذب ، مما يشير إلى عدد الدورات الكاملة للتذبذب في الثانية أو الطول الموجي ، أي المسافة التي ينتشرها الإشعاع خلال ذبذبة واحدة (خلال فترة تذبذب واحدة).
يرتبط تردد التذبذب (f) وطول الموجة (λ) وسرعة انتشار الإشعاع (c) ببعضهما البعض من خلال العلاقة: c = f λ.
ينقسم الإشعاع الكهرومغناطيسي عادة إلى نطاقات تردد ... لا توجد انتقالات حادة بين النطاقات ، فهي تتداخل أحيانًا ، والحدود بينها عشوائية. نظرًا لأن معدل انتشار الإشعاع ثابت ، فإن تواتر تذبذباته يرتبط ارتباطًا وثيقًا بطول الموجة في الفراغ.
تنقسم الموجات الراديوية فائقة القصر عادةً إلى متر ، وديسيمتر ، وسنتيمتر ، ومليمتر ، وما دون المليمتر أو ميكرومتر. الموجات التي يبلغ طولها أقل من 1 متر (تردد فوق 300 ميجاهرتز) تسمى أيضًا موجات الميكروويف أو موجات الميكروويف.
الأشعة تحت الحمراء - الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشغل المنطقة الطيفية بين النهاية الحمراء للضوء المرئي (بطول موجة 0.74 ميكرون) وإشعاع الميكروويف (1-2 مم).
تحتل الأشعة تحت الحمراء الجزء الأكبر من الطيف الضوئي.يطلق على الأشعة تحت الحمراء أيضًا الإشعاع "الحراري" لأن جميع الأجسام ، الصلبة والسائلة ، التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة معينة تنبعث منها طاقة في طيف الأشعة تحت الحمراء. في هذه الحالة ، تعتمد الأطوال الموجية المنبعثة من الجسم على درجة حرارة التسخين: فكلما ارتفعت درجة الحرارة ، كان طول الموجة أقصر وزادت شدة الانبعاث. يقع طيف الانبعاث لجسم أسود مطلق عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا (تصل إلى بضعة آلاف من كلفن) بشكل أساسي في هذا النطاق.
الضوء المرئي عبارة عن مزيج من سبعة ألوان أساسية: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والبنفسجي. لكن لا الأشعة تحت الحمراء ولا الأشعة فوق البنفسجية مرئية للعين البشرية.
تشكل الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ما يسمى بالطيف البصري بالمعنى الأوسع للكلمة. أشهر مصدر للإشعاع الضوئي هي الشمس. يتم تسخين سطحه (الفوتوسفير) إلى درجة حرارة 6000 درجة ويضيء بضوء أصفر ساطع. هذا الجزء من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي تدركه حواسنا مباشرة.
يحدث الإشعاع في النطاق البصري عندما يتم تسخين الأجسام (تسمى الأشعة تحت الحمراء أيضًا حرارية) بسبب الحركة الحرارية للذرات والجزيئات. كلما زاد ارتفاع درجة حرارة الجسم ، زاد تواتر إشعاعه. مع بعض التسخين ، يبدأ الجسم في التوهج في النطاق المرئي (الإنارة) ، أولًا أحمر ، ثم أصفر ، إلخ. على العكس من ذلك ، للإشعاع من الطيف البصري تأثير حراري على الأجسام.
في الطبيعة ، غالبًا ما نواجه أجسامًا تنبعث منها ضوء تكوين طيفي معقد يتكون من إرادات ذات أطوال مختلفة.لذلك ، تؤثر طاقة الإشعاع المرئي على العناصر الحساسة للضوء في العين وتسبب إحساسًا مختلفًا. هذا بسبب حساسية العين المختلفة. لإشعاعات ذات أطوال موجية مختلفة.
جزء مرئي من طيف التدفق الإشعاعي
بالإضافة إلى الإشعاع الحراري ، يمكن أن تكون التفاعلات الكيميائية والبيولوجية بمثابة مصادر ومستقبلات للإشعاع الضوئي. من أشهر التفاعلات الكيميائية ، وهو مستقبل للإشعاع الضوئي ، يستخدم في التصوير الفوتوغرافي.
الحزم الصلبة ... لا يمكن تحديد حدود مناطق الأشعة السينية وأشعة جاما إلا بشكل مبدئي للغاية. للتوجه العام ، يمكن افتراض أن طاقة كمات الأشعة السينية تقع في نطاق 20 فولت - 0.1 ميغا فولت ، وطاقة كمات جاما أكثر من 0.1 ميغا فولت.
الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية) - الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشغل النطاق بين الأشعة المرئية والأشعة السينية (380-10 نانومتر ، 7.9 × 1014 - 3 × 1016 هرتز). النطاق مقسم بشكل مشروط إلى قريب (380-200 نانومتر) وبعيد أو فراغ (200-10 نانومتر) فوق بنفسجي ، وقد سمي هذا الأخير لأنه يمتصه الغلاف الجوي بشكل مكثف ولا تتم دراسته إلا باستخدام أجهزة تفريغ.
الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة لها نشاط بيولوجي ضوئي منخفض نسبيًا ، ولكنها يمكن أن تسبب تصبغًا لجلد الإنسان ، ولها تأثير إيجابي على الجسم. إن إشعاع هذا النطاق الفرعي قادر على التسبب في توهج بعض المواد ، وهذا هو سبب استخدامه لتحليل التلألؤ للتركيب الكيميائي للمنتجات.
للأشعة فوق البنفسجية متوسطة الموجة تأثير منشط وعلاجي على الكائنات الحية.إنه قادر على التسبب في حمامي وحروق الشمس ، وتحويل فيتامين د ، الضروري للنمو والتطور ، إلى شكل قابل للامتصاص في جسم الحيوانات ، وله تأثير قوي مضاد للكساح. الإشعاع في هذا المدى الفرعي ضار بمعظم النباتات.
العلاج بالأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة له تأثير مبيد للجراثيم ، وهذا هو السبب في استخدامه على نطاق واسع لتطهير المياه والهواء ، وتطهير وتعقيم المعدات والأوعية المختلفة.
المصدر الطبيعي الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية على الأرض هو الشمس. تعتمد نسبة كثافة الأشعة فوق البنفسجية - أ و الأشعة فوق البنفسجية - ب ، الكمية الإجمالية للأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض ، على عوامل مختلفة.
تتنوع المصادر الاصطناعية للأشعة فوق البنفسجية. تستخدم المصادر الاصطناعية للإشعاع فوق البنفسجي اليوم على نطاق واسع في الطب والمؤسسات الوقائية والصحية والصحية والزراعة وما إلى ذلك. يتم توفير فرص أكبر بكثير من استخدام الأشعة فوق البنفسجية الطبيعية.