משמעות קרינה אלקטרומגנטית (מה זה, מושג והגדרה)

מהי קרינה אלקטרומגנטית:

קרינה אלקטרומגנטית היא סוג של אנרגיה הנפלטת על ידי חלקיקים טעונים בתנועה. זו תוצאה של התפשטות גלים אלקטרומגנטיים, המתרחקים ממקור מוצאם, כמו זרם פוטונים.

סיווג ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית

כל הקרינה האלקטרומגנטית מהווה את הספקטרום האלקטרומגנטי, המסווג בהתאם למאפייני הגלים המרכיבים אותו:

גלי רדיו

גלי רדיו הם סוג של קרינה אלקטרומגנטית שאורכי הגל בספקטרום האלקטרומגנטי ארוכים יותר מאור אינפרא אדום. יש לו תדרים שבין 300 ג'יגה הרץ (ג'יגה הרץ) ל -3 קילוהרץ (קילוהרץ), אורכי גל בין 1 מ"מ ל -100 ק"מ ונוסעים במהירות האור.

גלי רדיו מלאכותיים משמשים לתקשורת, מכ"מים ומערכות ניווט אחרות, תקשורת לווינית ורשתות מחשבים.

מיקרוגל

המיקרוגלים המשמשים בתנורים לחימום מזון הם גלי 2.45 גיגה הרץ המיוצרים על ידי האצת אלקטרונים. גלי מיקרו אלה משרים שדה חשמלי בתנור, שבו מולקולות המים ורכיבי המזון האחרים, המנסים להתמצא באותו שדה חשמלי, לספוג אנרגיה ולהעלות את הטמפרטורה שלו.

השמש פולטת קרינת מיקרוגל שנחסמת על ידי האטמוספירה של כדור הארץ. קרינת רקע למיקרוגל קוסמית (CMBR) רדיאטון רקע למיקרוגל קוסמי) היא קרינת המיקרוגל המתפשטת ביקום והיא אחד הבסיסים התומכים בתורת מקור היקום על ידי הפיצוץ הגדול או התיאוריה של המפץ הגדול.

אור אינפרא אדום

אור אינפרא אדום הוא קרינה אלקטרומגנטית שאורכי הגל גדולים מאור הנראה לעין: בין 0.74 מיקרומטר ל -1 מ"מ. תדירות הקרינה הזו היא בין 300 ג'יגה הרץ ל -400 טרץ (THz). קרינות אלה כוללות את מרבית הקרינה התרמית הנפלטת על ידי עצמים. אור האינפרא אדום הנפלט על ידי השמש תואם 49% מההתחממות של כדור הארץ.

אור נראה

אור הוא הקרינה האלקטרומגנטית שבני האדם תופסים עם חוש הראייה. אורכי הגל של האור הנראה נעים בין 390 ל- 750 ננומטר, וכל צבע ספקטרלי ממוקם בפס אורכים צר.

צֶבַע	אֹרֶך גַל
סָגוֹל	380-450 ננומטר
כָּחוֹל	450-495 ננומטר
ירוק	495-570 ננומטר
צהוב	570-590 ננומטר
תפוז	590-620 ננומטר
אָדוֹם	620-750 ננומטר

אור אולטרה סגול

אור אולטרה סגול (UV) הוא קרינה אלקטרומגנטית המקבלת שם זה מכיוון שיש לו תדרי גל הגדולים יותר מהצבע שבני האדם מזהים כסגול. הוא נמצא בטווח אורך הגל שבין 10 ל -400 ננומטר ועם אנרגיית פוטון בין 3 אלקטרונים-וולט (eV) ל- 124 eV. אור UV אינו נראה לבני אדם, אך בעלי חיים רבים, כמו חרקים וציפורים, יכולים לתפוס אותו.

קרינת UV סולארית מחולקת בדרך כלל לשלוש קטגוריות, מהאנרגיה הנמוכה ביותר לגבוהה ביותר:

• UV-A: אורך גל בין 320-400 ננומטר
• UV-B: אורך גל בין 290-320 ננומטר
• UV-C: אורך גל בין 220-290 ננומטר.

רוב קרינת UV השמש המגיעה לכדור הארץ היא UV-A, הקרינה האחרת נספגת באוזון באטמוספירה.

צילומי רנטגן

צילומי רנטגן הם קרינה אלקטרומגנטית באנרגיה גבוהה יותר מקרינת UV ובאורך גל קצר יותר, בין 0.01 ל -10 ננומטר. הם התגלו על ידי וילהלם רונטגן בסוף המאה ה -19.

קרני גמא

קרני גמא הן הקרינה האלקטרומגנטית עם האנרגיה הגבוהה ביותר, מעל 100 keV, עם אורך גל קטן מ -10 פיקומטרים (1 x 10^-13 M). הם נפלטים על ידי הגרעין ומופיעים באופן טבעי ברדיואיזוטופים.

השפעות קרינה אלקטרומגנטית

בני האדם מוקפים בקרינה שמגיעה מבחוץ, שאנו מודעים לה רק לקרינה שאנו תופסים דרך החושים: כגון אור וחום.

ניתן לסווג קרינה ל מיינן ולא מיינן, תלוי ביכולתם ליינן את החומרים שהם עוברים. באופן זה, קרני הגמא מייננות בגלל רמת האנרגיה הגבוהה שלהן, בעוד שגלי רדיו אינם מייננים.

רוב הקרינה האולטרה סגולה אינה מייננת, אך לכל קרינת UV השפעות מזיקות על חומר אורגני. זאת בשל כוחו של פוטון ה- UV לשנות קשרים כימיים במולקולות.

מינון גבוה של צילומי רנטגן בפרק זמן קצר גורם למחלות קרינה, ואילו מינונים נמוכים מעלים את הסיכון לסרטן הקרנות.

יישומים של קרינה אלקטרומגנטית

פעולת הקרינה האלקטרומגנטית חיונית לחיים על כדור הארץ. החברה כפי שאנו מכירים אותה כיום מבוססת על השימוש הטכנולוגי שאנו מעניקים לקרינה אלקטרומגנטית.

רָדִיוֹ

גלי רדיו AM משמשים בהעברת אותות רדיו מסחרית בתדר 540 עד 1600 קילוהרץ. השיטה למקם את המידע בגלים אלה היא זו של משרעת מווסתת, מסיבה זו היא נקראת AM. גל נשא בעל התדר הבסיסי של תחנת הרדיו (לדוגמא 1450 קילוהרץ) משתנה או מווסת במשרעת על ידי אות שמע. לגל שנוצר יש תדר קבוע ואילו המשרעת משתנה.

גלי רדיו FM נעים בין 88 ל -108 מגה הרץ, ובניגוד לתחנות AM, שיטת השידור בתחנות FM היא על ידי אפנון תדרים. במקרה זה, גל נושא המידע שומר על משרעתו קבועה, אך התדר משתנה. לכן, שתי תחנות רדיו FM אינן יכולות להיות פחות מ -2020 מגה הרץ זו מזו.

אבחון וטיפול

הרפואה היא אחד התחומים שמקבלים את התועלת הרבה ביותר משימוש בטכנולוגיות המבוססות על קרינה אלקטרומגנטית. במינונים נמוכים צילומי רנטגן יעילים להכנת צילומי רנטגן, שם ניתן להבחין בין רקמות רכות לרקמות קשות. מצד שני, יכולת היינון של צילומי הרנטגן משמשת לטיפול בסרטן להרוג תאים ממאירים ברדיותרפיה.

תקשורת אלחוטית

הטכנולוגיות האלחוטיות הנפוצות ביותר משתמשות באותות רדיו או אינפרא אדום; עם גלי אינפרא אדום המרחקים קצרים (שלט רחוק לטלוויזיה) ואילו גלי הרדיו מגיעים למרחקים ארוכים.

תרמוגרפיה

באמצעות אינפרא אדום ניתן לקבוע את טמפרטורת האובייקטים. תרמוגרפיה היא הטכנולוגיה המאפשרת לקבוע את טמפרטורת האובייקטים מרחוק באמצעות קרינת אינפרא אדום. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב באזור הצבא והתעשייה.

המכ"ם

מכ"מ, שפותח במלחמת העולם השנייה, הוא יישום נפוץ של מיקרוגל. על ידי איתור הדים של מיקרוגל, מערכות מכ"ם יכולות לקבוע את מרחקי העצמים.

• אלקטרומגנטיות
• גל אלקטרומגנטי.