電磁スペクトルは、電磁波のスペクトルの範囲です。ですから、電磁波を見直さなければなりません。電磁波は、振動するシェアが取られるときに生成されます。電磁波の研究では、電場と磁場の両方が考慮されます。

電界は静止電荷によって生成されます。電場は、正の試験電荷に加えられる力の方向に沿って向けられます。正電荷は電場方向に加速し、負電荷は電場の方向と逆方向に加速します。

磁場は、荷電粒子を動かすことによって生成されます。引っ越しのため

電荷、他の移動電荷に力が加えられます。これらの電荷にかかる力は、速度と磁場の方向に対して常に垂直です。

振動する電荷がとられると、電磁波が発生します。この振動電荷は振動電場を生成し、振動電場は振動磁場を生成します。電場と磁場の両方が垂直であるため、電場と磁場の両方に対して垂直に移動する電磁波を形成します。

電磁波のグラフ表示

平面電磁波は z 方向に沿って伝搬します。電場 Ex は x 軸に沿っており、所定の時間に z に応じて正弦波状に変化します。磁場 By は y 軸に沿っており、ここでも z に応じて正弦波状に変化します。電場 Ex と磁場 By は互いに垂直で、伝播方向 z です。

ジェームズ・クラーク・マクスウェルは電磁放射の存在を予測し、ハインリッヒ・ヘルツは実験に成功して電磁波の存在を決定的に証明しました.

電磁スペクトル

周波数の波長に応じて、大きく異なる特性を持つ別個のグループへの電磁波の分布は、電磁スペクトルと呼ばれます。

電磁波の主な部分は

• 電波
• 電子レンジ
• 赤外線
• 可視光線
• 紫外線
• レントゲン
• ガンマ線

電磁スペクトルのさまざまな領域には、明確な境界はありません。それらは実験結果で互いに衝突します。したがって、分類は大まかに波がどのように検出または生成されるかです。

電磁スペクトル

これらのさまざまなタイプの電磁波とその重要性について簡単に説明します。

電波

電波は、1895 年にマルコーニによって発見された、すべての EM 波と比較して最も長い波長と最も低い周波数を持っています。それは 500 kHz から 1000 MHz の周波数範囲内にあります。波長は 1 mm から数百メートルの範囲にあります。

電波が発見された後は、主にラジオ放送に使用されました。電波は、剛性のある素材を介して効率的に解釈できるため、通信業界でもセルラー リンクに使用されます。

電波は遠くまで届き、硬いものを通り抜ける性質を利用して、通信衛星を使った通信を行っています。情報を含む電波は、衛星に搭載された電波検出器に電波を送信することによって送信されます。この電波検出器は、局に信号を送受信します。

電子レンジ

マイクロ波は、クライストロン、マグネトロン、ガン ダイオードなどの特殊な真空管で電流を振動させることによって生成されます。マイクロ波は、電波に次ぐ波長の電磁波です。それらの周波数は 109Hz から 1012Hz の間にあります。波長が短いため、信号内のビームのように移動できます。

それらは、反射、屈折、回折、および偏光の特性を持っています。マイクロ波の主な用途はレーダーの分野です。 Web サイトを開いて気象予報を表示する場合は、マイクロ波に感謝する必要があります。

分子物理学の分野では、分子構造や原子構造の詳細を分析するためにマイクロ波が一般的に使用されています。また、生物医学リモートセンシングには、マイクロ波放射が使用される多くの分野があります。

赤外線

赤外線波は熱波または熱放射と呼ばれることがあり、加熱効果を生み出します。これらの放射は、可視スペクトルの低温または長波長の近くにあります。ホットボディと分子がそれらを生成します。それは 1011Hz から 5 X 1014Hz の周波数範囲内にあります。ウィリアム・ハーシェルは 1800 年に赤外線波を発見しました。

赤外線波の主な意義は、地球の温室効果ガスの平均温度を維持することです。これらの温室効果ガスは、大気中の波を捉えて温度を上昇させ、同時に大気を上昇させます。

ほとんどのリモコンは赤外線パルスで動作します。テレビのリモコン、DVD プレーヤー、プロジェクターなどの電子機器では、赤外線が光ファイバー ケーブルを介して信号を送信し、オーディオをサウンド システムや高速インターネット接続に送信するためによく使用されます。

可視光線

これは、人間の目によって検出されるスペクトルの一部です。その波長範囲は約 700 nm から 400 nm です。私たちの目は、この範囲の波長に敏感です。さまざまな動物は、さまざまな範囲の波長に敏感です。たとえば、ヘビは赤外線を検出できます。

人間の網膜の神経終末を刺激することによって検出されます。化学反応を引き起こす可能性があります。

紫外線

これらの波は、太陽スペクトルの紫色の端を超えて検出できます。波長範囲は、約 400 nm (4×10-7 m) から 0.6 nm (6×10-10 m) までです。紫外線の発生源は、高電圧ガス放電管、鉄と水銀のアーク、そして太陽です。

紫外線は多くの化学反応を引き起こします。たとえば、人間の皮膚の日焼け。大気中の原子が電離し、電離層ができます。

X 線

光電実験では X 線を使用して電子を衝突させました。これは、電子の粒子性を決定する歴史的な成功でした。電磁スペクトルの UV 領域を超えると、X 線領域があります。約 10-8 m (10 nm) から 10-13 (10-4 nm) までの波長をカバーします。

結晶によるX線の反射と回折の性質のために、それらは結晶構造の研究に使用されます。 X 線は、追跡不可能な皮膚疾患や悪性腫瘍を治療するための放射線治療にも使用されます。

ガンマ線

1896 年にヘンリー ベクレルによって発見されたガンマ線は、最高周波数範囲と最低波長範囲の電磁放射です。放射性核と核反応はガンマ線の発生源です。波長範囲は 10-14 m から 10 -10 m で、周波数範囲は 1018Hz から 1022Hz です。これらは最も透過性の高い電磁波です。

核反応の分野では、いくつかの核反応を開始するためにガンマ線が使用されます。ガンマ線は微生物を殺すことができるため、食品を長期間保存するためにガンマ線が使用されます。

結論

一般に EM 波として知られている電磁波は、波の伝搬方向に対しても垂直な 2 つの垂直な正弦波電場および磁場ベクトルで構成されます。電磁波が、波長または周波数によって、大きく異なる特性を持つ個別のグループに整然と分布していることを、電磁スペクトルと呼びます。電磁スペクトルのさまざまな領域には明確に定義された境界がなく、重なり合っています。