تابش الکترومغناطیسی: تفاوت میان نسخه‌ها
| خط ۱: | خط ۱: | ||
[[پرونده:Light-wave_Fa.svg|بندانگشتی|350px|امواج الکترومغناطیسی نوعی [[موج]] عرضی پیش‌رونده هستند که از میدان‌های [[میدان الکتریکی|الکتریکی]] و [[میدان مغناطیسی|مغناطیسی]] ساخته شده‌اند. این شکل پدیده‌ای موجی شکل را نشان می‌دهد که از چپ به راست می‌رود. میدان الکتریکی در صفحهٔ عمودی و میدان مغناطیسی در صفحهٔ افقی هستند.]] |
[[پرونده:Light-wave_Fa.svg|بندانگشتی|350px|امواج الکترومغناطیسی نوعی [[موج]] عرضی پیش‌رونده هستند که از میدان‌های [[میدان الکتریکی|الکتریکی]] و [[میدان مغناطیسی|مغناطیسی]] ساخته شده‌اند. این شکل پدیده‌ای موجی شکل را نشان می‌دهد که از چپ به راست می‌رود. میدان الکتریکی در صفحهٔ عمودی و میدان مغناطیسی در صفحهٔ افقی هستند.]] |
||
'''تابش الکترومغناطیسی''' یا '''انرژی الکترومغناطیسی''' بر اساس تئوری موجی، |
'''تابش الکترومغناطیسی''' یا '''انرژی الکترومغناطیسی''' بر اساس تئوری موجی، پدیده‌ای [[موج]]ی شکل است که در فضا انتشار می‌یابد و از میدان‌های [[میدان الکتریکی|الکتریکی]] و [[میدان مغناطیسی|مغناطیسی]] ساخته شده‌است. این میدان‌ها در حال انتشار بر یکدیگر و بر جهت پیشروی موج عمود هستند. |
||
گاهی به تابش الکترومغناطیسی '''نور''' می‌گویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گسترهٔ امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب [[بسامد|بسامدشان]] به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: [[امواج رادیویی]]، [[ریزموج]]، [[فروسرخ]] (مادون قرمز)، [[نور مرئی]]، [[فرابنفش]]، [[پرتو ایکس]] |
گاهی به تابش الکترومغناطیسی '''نور''' می‌گویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گسترهٔ امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب [[بسامد|بسامدشان]] به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: [[امواج رادیویی]]، [[ریزموج]]، [[فروسرخ]] (مادون قرمز)، [[نور مرئی]]، [[فرابنفش]]، [[پرتو ایکس]] و [[پرتو گاما]]. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند. |
||
== ماهیت فیزیکی == |
== ماهیت فیزیکی == |
||
| خط ۱۰: | خط ۱۰: | ||
[[پرونده:EM_spectrum_Fa.svg|بندانگشتی|500px|طیف الکترومغناطیسی]] |
[[پرونده:EM_spectrum_Fa.svg|بندانگشتی|500px|طیف الکترومغناطیسی]] |
||
طبق [[معادلات ماکسول]]، [[میدان الکتریکی]] متغیر با زمان باعث ایجاد [[میدان مغناطیسی]] می‌شود و |
طبق [[معادلات ماکسول]]، [[میدان الکتریکی]] متغیر با زمان باعث ایجاد [[میدان مغناطیسی]] می‌شود و برعکس؛ بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر میدان مغناطیسی بسازد، میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد و این گونه موج الکترومغناطیسی ساخته می‌شود و پیش می‌رود. |
||
نظریهٔ کوانتومی برهم‌کنش بین تابش الکترومغناطیسی و ماده را نظریهٔ [[الکترودینامیک کوانتومی]] توصیف می‌کند. |
نظریهٔ کوانتومی برهم‌کنش بین تابش الکترومغناطیسی و ماده را نظریهٔ [[الکترودینامیک کوانتومی]] توصیف می‌کند. |
||
| خط ۲۹: | خط ۲۹: | ||
|۳ اگزا[[هرتز]]||۳۰ [[اگزا]][[هرتز]]||[[پرتو ایکس]] سخت||HX |
|۳ اگزا[[هرتز]]||۳۰ [[اگزا]][[هرتز]]||[[پرتو ایکس]] سخت||HX |
||
|- |
|- |
||
|۳۰ [[پتا]][[هرتز]]||۳ [[اگزا]][[هرتز]]||[[پرتو ایکس]] نرم||SX |
|۳۰ [[پتا]][[هرتز]]||۳ [[اگزا]][[هرتز]]||[[پرتو ایکس]] نرم||SX |
||
|- |
|- |
||
|۳ [[پتا]][[هرتز]]||۳۳ [[پتا]][[هرتز]]||[[پرتو فرابنفش]] دور||EUV |
|۳ [[پتا]][[هرتز]]||۳۳ [[پتا]][[هرتز]]||[[پرتو فرابنفش]] دور||EUV |
||
| خط ۳۸: | خط ۳۸: | ||
|۷۵۰ [[ترا]][[هرتز]]||۳ [[پتا]][[هرتز]]||[[پرتو فرابنفش]] نزدیک||NUV |
|۷۵۰ [[ترا]][[هرتز]]||۳ [[پتا]][[هرتز]]||[[پرتو فرابنفش]] نزدیک||NUV |
||
|- |
|- |
||
|۴۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||۷۵۰ [[ترا]][[هرتز]]||[[نور مرئی]] |
|۴۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||۷۵۰ [[ترا]][[هرتز]]||[[نور مرئی]] |
||
|- |
|- |
||
|۲۱۴ [[ترا]][[هرتز]]||۴۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||[[فروسرخ]] نزدیک||NIR |
|۲۱۴ [[ترا]][[هرتز]]||۴۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||[[فروسرخ]] نزدیک||NIR |
||
|- |
|- |
||
|۱۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||۲۱۴ [[ترا]][[هرتز]]||موج کوتاه [[فروسرخ]]||SIR |
|۱۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||۲۱۴ [[ترا]][[هرتز]]||موج کوتاه [[فروسرخ]]||SIR |
||
|- |
|- |
||
|۳۷٫۵ [[ترا]][[هرتز]]||۱۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||موج متوسط [[فروسرخ]]||MIR |
|۳۷٫۵ [[ترا]][[هرتز]]||۱۰۰ [[ترا]][[هرتز]]||موج متوسط [[فروسرخ]]||MIR |
||
|- |
|- |
||
|۲۰ [[ترا]][[هرتز]]||۳۷٫۵ [[ترا]][[هرتز]]||موج بلند [[فروسرخ]]||HIR |
|۲۰ [[ترا]][[هرتز]]||۳۷٫۵ [[ترا]][[هرتز]]||موج بلند [[فروسرخ]]||HIR |
||
|- |
|- |
||
|۳۰۰ [[گیگا]][[هرتز]]||۲۰ [[ترا]][[هرتز]]||[[فروسرخ]] بسیار دور||FIR |
|۳۰۰ [[گیگا]][[هرتز]]||۲۰ [[ترا]][[هرتز]]||[[فروسرخ]] بسیار دور||FIR |
||
|- |
|- |
||
|۳۰ [[گیگا]][[هرتز]]||۳۰۰ [[گیگا]][[هرتز]]||بسامد مافوق بالا ([[ریزموج]])||EHF |
|۳۰ [[گیگا]][[هرتز]]||۳۰۰ [[گیگا]][[هرتز]]||بسامد مافوق بالا ([[ریزموج]])||EHF |
||
|- |
|- |
||
|۳ [[گیگا]][[هرتز]]||۳۰ [[گیگا]][[هرتز]]||بسامد بسیار بالا ([[ریزموج]])||SHF |
|۳ [[گیگا]][[هرتز]]||۳۰ [[گیگا]][[هرتز]]||بسامد بسیار بالا ([[ریزموج]])||SHF |
||
|- |
|- |
||
|۳۰۰ [[مگا]][[هرتز]]||۳ [[گیگا]][[هرتز]]||بسامد فرابالا ([[ریزموج]])||UHF |
|۳۰۰ [[مگا]][[هرتز]]||۳ [[گیگا]][[هرتز]]||بسامد فرابالا ([[ریزموج]])||UHF |
||
|- |
|- |
||
|۳۰ [[مگا]][[هرتز]]||۳۰۰ [[مگا]][[هرتز]]||بسامد خیلی بالا ([[ریزموج]])||VHF |
|۳۰ [[مگا]][[هرتز]]||۳۰۰ [[مگا]][[هرتز]]||بسامد خیلی بالا ([[ریزموج]])||VHF |
||
|- |
|- |
||
|۳ [[مگا]][[هرتز]]||۳۰ [[مگا]][[هرتز]]||بسامد بالا ([[ریزموج]])||HF |
|۳ [[مگا]][[هرتز]]||۳۰ [[مگا]][[هرتز]]||بسامد بالا ([[ریزموج]])||HF |
||
|- |
|- |
||
|۳۰۰ [[کیلو]][[هرتز]]||۳ [[مگا]][[هرتز]]||بسامد متوسط ([[ریزموج]])||MF |
|۳۰۰ [[کیلو]][[هرتز]]||۳ [[مگا]][[هرتز]]||بسامد متوسط ([[ریزموج]])||MF |
||
|- |
|- |
||
|۳۰ [[کیلو]][[هرتز]]||۳۰۰ [[کیلو]][[هرتز]]||بسامد پایین ([[ریزموج]])||LF |
|۳۰ [[کیلو]][[هرتز]]||۳۰۰ [[کیلو]][[هرتز]]||بسامد پایین ([[ریزموج]])||LF |
||
|- |
|- |
||
|۳ [[کیلو]][[هرتز]]||۳۰ [[کیلو]][[هرتز]]||بسامد خیلی پایین ([[ریزموج]])||VLF |
|۳ [[کیلو]][[هرتز]]||۳۰ [[کیلو]][[هرتز]]||بسامد خیلی پایین ([[ریزموج]])||VLF |
||
|- |
|- |
||
|۳۰۰ [[هرتز]]||۳ [[کیلو]][[هرتز]]||بسامد در حد صوت ([[ریزموج]]) ||VF |
|۳۰۰ [[هرتز]]||۳ [[کیلو]][[هرتز]]||بسامد در حد صوت ([[ریزموج]]) ||VF |
||
|- |
|- |
||
|۳۰ [[هرتز]]||۳۰۰ [[هرتز]]||بسامد بسیار پایین||ELF<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation</ref> |
|۳۰ [[هرتز]]||۳۰۰ [[هرتز]]||بسامد بسیار پایین||ELF<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation</ref> |
||
|} |
|} |
||
| خط ۹۹: | خط ۹۹: | ||
{{آغاز چپ‌چین}} |
{{آغاز چپ‌چین}} |
||
{{پانویس}} |
{{پانویس}} |
||
* {{یادکرد|کتاب=Introduction to Electrodynamics ( |
* {{یادکرد|کتاب=Introduction to Electrodynamics (2nd Edition)|نویسنده=David J. Griffiths|ناشر=Prentice Hall|سال=۱۹۸۹}} |
||
{{پایان چپ‌چین}} |
{{پایان چپ‌چین}} |
||
{{انبار-رده}} |
{{انبار-رده}} |
||
نسخهٔ ۳۱ اوت ۲۰۱۶، ساعت ۱۷:۵۳
تابش الکترومغناطیسی یا انرژی الکترومغناطیسی بر اساس تئوری موجی، پدیده‌ای موجی شکل است که در فضا انتشار می‌یابد و از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ساخته شده‌است. این میدان‌ها در حال انتشار بر یکدیگر و بر جهت پیشروی موج عمود هستند.
گاهی به تابش الکترومغناطیسی نور می‌گویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گسترهٔ امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند.
ماهیت فیزیکی
امواج الکترومغناطیسی را نخستین بار ماکسول پیش‌بینی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش به اثبات رساند. ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و بنابراین نشان داد که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی هم می‌توانند رفتاری موج‌گونه داشته باشند. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی از معادلات ماکسول درست برابر با سرعت نور به دست می‌آمد، و ماکسول نتیجه گرفت که نور هم باید نوعی موج الکترومغناطیسی باشد.[۱]
طبق معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود و برعکس؛ بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر میدان مغناطیسی بسازد، میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد و این گونه موج الکترومغناطیسی ساخته می‌شود و پیش می‌رود.
نظریهٔ کوانتومی برهم‌کنش بین تابش الکترومغناطیسی و ماده را نظریهٔ الکترودینامیک کوانتومی توصیف می‌کند.
طیف الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند.
| از بسامد | تا بسامد | نام طیف بسامدی | به انگلیسی |
|---|---|---|---|
| ۳۰ اگزاهرتز | ۳۰۰ اگزاهرتز | پرتو گاما | |
| ۳ اگزاهرتز | ۳۰ اگزاهرتز | پرتو ایکس سخت | HX |
| ۳۰ پتاهرتز | ۳ اگزاهرتز | پرتو ایکس نرم | SX |
| ۳ پتاهرتز | ۳۳ پتاهرتز | پرتو فرابنفش دور | EUV |
| ۷۵۰ تراهرتز | ۳ پتاهرتز | پرتو فرابنفش نزدیک | NUV |
| ۴۰۰ تراهرتز | ۷۵۰ تراهرتز | نور مرئی | |
| ۲۱۴ تراهرتز | ۴۰۰ تراهرتز | فروسرخ نزدیک | NIR |
| ۱۰۰ تراهرتز | ۲۱۴ تراهرتز | موج کوتاه فروسرخ | SIR |
| ۳۷٫۵ تراهرتز | ۱۰۰ تراهرتز | موج متوسط فروسرخ | MIR |
| ۲۰ تراهرتز | ۳۷٫۵ تراهرتز | موج بلند فروسرخ | HIR |
| ۳۰۰ گیگاهرتز | ۲۰ تراهرتز | فروسرخ بسیار دور | FIR |
| ۳۰ گیگاهرتز | ۳۰۰ گیگاهرتز | بسامد مافوق بالا (ریزموج) | EHF |
| ۳ گیگاهرتز | ۳۰ گیگاهرتز | بسامد بسیار بالا (ریزموج) | SHF |
| ۳۰۰ مگاهرتز | ۳ گیگاهرتز | بسامد فرابالا (ریزموج) | UHF |
| ۳۰ مگاهرتز | ۳۰۰ مگاهرتز | بسامد خیلی بالا (ریزموج) | VHF |
| ۳ مگاهرتز | ۳۰ مگاهرتز | بسامد بالا (ریزموج) | HF |
| ۳۰۰ کیلوهرتز | ۳ مگاهرتز | بسامد متوسط (ریزموج) | MF |
| ۳۰ کیلوهرتز | ۳۰۰ کیلوهرتز | بسامد پایین (ریزموج) | LF |
| ۳ کیلوهرتز | ۳۰ کیلوهرتز | بسامد خیلی پایین (ریزموج) | VLF |
| ۳۰۰ هرتز | ۳ کیلوهرتز | بسامد در حد صوت (ریزموج) | VF |
| ۳۰ هرتز | ۳۰۰ هرتز | بسامد بسیار پایین | ELF[۲] |
تابش خورشید و زمین
خورشید، این راکتور گرما-هسته‌ای بزرگ، در سرتاسر طیف الکترومغناطیسی تابش می‌کند. از پرتوهای x و پرتوهای کیهانی گرفته تا موج‌های رادیویی به طول موج‌هایی تا ۱۵m یا بیشتر. اما چون سطح آن داغ است (۶۰۰۰ سانتیگراد)، بیشتر انرژی آن در طول موج‌های نسبتاً کوتاه (فرابنفش، مرئی و فروسرخ نزدیک) است و مقدار بیشینه تابش در طول موج نزدیک به ۰٫۵ میکرومتر گسیل می‌شود. علاوه بر این، پرتوهای فروسرخ خورشید نیز برای ما منبع گرما بشمار می‌آیند.
با بهره‌گیری از فرمول‌های تابش پلانک، پی می‌بریم که انرژی گسیل شده از جسمی با دمایی برابر با دمای زمین نیز باید در محدوده فروسرخ باشد و طول موج‌های بارز این تابش نیز تقریباً در محدوده ۱۰ میکرومتر متمرکز است.
از آنجا که زمین همواره در حالت شبه ترازمندی است، درمی‌یابیم به همان اندازه که از خورشید انرژی دریافت می‌کند، با تابش LW به فضا انرژی از دست می‌دهد. به این ترتیب، مناسب‌ترین شرایط برای زیست موجودات زنده در این کره خاکی فراهم می‌شود.
منابع
- ↑ Ivan Tolstoy, James Clerk Maxwell, A Biography (Chicago: University of Chicago Press, 1983)
- ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation
- David J. Griffiths (۱۹۸۹)، Introduction to Electrodynamics (2nd Edition)، Prentice Hall
 |
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ تابش الکترومغناطیسی موجود است. |
