Što je elektromagnetsko zračenje:
Elektromagnetsko zračenje je oblik energije koju emitiraju pokretne nabijene čestice. Rezultat je širenja elektromagnetskih valova koji se odmiču od izvora, poput struje fotona.
Klasifikacija spektra elektromagnetskog zračenja
Sva elektromagnetska zračenja čine elektromagnetski spektar, koji se klasificira ovisno o karakteristikama valova koji ga čine:
Radio valovi
Radio valovi su vrsta elektromagnetskog zračenja s valnim duljinama u elektromagnetskom spektru dužim od infracrvene svjetlosti. Ima frekvencije između 300 gigaherca (GHz) i 3 kiloherca (kHz), valne duljine između 1 mm i 100 km i putuje brzinom svjetlosti.
Umjetni radio valovi koriste se za komunikacije, radare i druge navigacijske sustave, satelitske komunikacije i računalne mreže.
Mikrovalna pećnica
Mikrovalne pećnice koje se koriste u pećnicama za zagrijavanje hrane su valovi od 2,45 GHz koji nastaju ubrzanjem elektrona. Ti mikrovalni pećnici induciraju električno polje u pećnici, gdje se molekule vode i druge komponente hrane, pokušavajući se orijentirati u tom električnom polju, upijaju energiju i povećavaju njezinu temperaturu.
Sunce emitira mikrovalno zračenje, koje blokira Zemljina atmosfera. Kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje (CMBR) Kozmički mikrotalasni pozadinski radijaton) je mikrovalno zračenje koje se širi Svemirom i jedna je od osnova koja podupire teoriju o podrijetlu Svemira velikom eksplozijom ili teorijom veliki prasak.
Infracrveno svjetlo
Infracrveno svjetlo je elektromagnetsko zračenje valnih duljina većih od vidljive svjetlosti: između 0,74 µm i 1 mm. Frekvencija ovog zračenja je između 300 GHz i 400 teraherca (THz). Ova zračenja uključuju većinu toplinskog zračenja koje emitiraju predmeti. Infracrvena svjetlost koju emitira Sunce odgovara 49% zagrijavanja Zemlje.
Vidljivo svjetlo
Svjetlost je elektromagnetsko zračenje koje ljudi opažaju pomoću vida. Valne duljine vidljive svjetlosti su između 390 i 750 nm, a svaka spektralna boja smještena je u uskom pojasu duljina.
| Boja | Valna duljina |
|---|---|
| ljubičasta | 380-450 nm |
| Plava | 450-495 nm |
| Zelena | 495-570 nm |
| Žuta boja | 570-590 nm |
| naranča | 590-620 nm |
| Crvena | 620-750 nm |
Ultraljubičasto svijetlo
Ultraljubičasto (UV) svjetlo je elektromagnetsko zračenje koje prima ovaj naziv jer ima frekvencije valova veće od boje koju ljudi prepoznaju kao ljubičastu. Nalazi se u rasponu valnih duljina između 10 i 400 nm i s energijom fotona između 3 elektron-Volta (eV) i 124 eV. UV svjetlost je nevidljiva za ljude, ali mnoge životinje, poput insekata i ptica, mogu je opaziti.
Sunčevo UV zračenje obično se dijeli u tri kategorije, od najniže do najviše energije:
- UV-A: valna duljina između 320-400 nm
- UV-B: valna duljina između 290-320 nm
- UV-C: valna duljina između 220-290 nm.
Većina sunčevog UV zračenja koje dolazi do Zemlje je UV-A, a drugo zračenje apsorbira ozon u atmosferi.
X-zrake
X-zrake su elektromagnetsko zračenje veće energije od UV zračenja i kraće valne duljine, između 0,01 i 10 nm. Otkrio ih je Wilhelm Röntgen krajem 19. stoljeća.
Gama zrake
Gama zrake su elektromagnetsko zračenje s najvećom energijom, iznad 100 keV, s valnom duljinom manjom od 10 pikometara (1 x 10-13 m). Njih emitira jezgra i prirodno se javljaju u radioizotopima.
Učinci elektromagnetskog zračenja
Ljudska bića okružena su zračenjem koje dolazi izvana, a kojeg smo svjesni samo zračenja koje opažamo putem osjetila: poput svjetlosti i topline.
Zračenje se može klasificirati na ionizirajuće i nejonizirajuće, ovisno o njihovoj sposobnosti da ioniziraju tvari kroz koje prolaze. Na taj se način gama zrake ioniziraju zbog svoje visoke razine energije, dok radio valovi neioniziraju.
Većina ultraljubičastog zračenja je neionizirajuće, ali sve UV zračenje štetno djeluje na organske tvari. To je zbog snage UV fotona da mijenja kemijske veze u molekulama.
Visoka doza X-zraka u kratkom vremenskom razdoblju uzrokuje zračenje, dok male doze povećavaju rizik od raka zračenja.
Primjene elektromagnetskog zračenja
Djelovanje elektromagnetskog zračenja neophodno je za život na planeti Zemlji. Društvo kakvo danas poznajemo temelji se na tehnološkoj upotrebi koju pružamo elektromagnetskom zračenju.
Radio
AM radio valovi koriste se u komercijalnim prijenosima radio signala na frekvenciji 540 do 1600 kHz. Metoda za smještanje informacija u te valove je metoda modulirane amplitude, zbog čega se naziva AM. Val nosača koji ima osnovnu frekvenciju radio stanice (na primjer 1450 kHz) varira ili je moduliran u amplitudi audio signalom. Rezultirajući val ima konstantnu frekvenciju dok amplituda varira.
FM radio valovi kreću se od 88 do 108 MHz, a za razliku od AM stanica, način prijenosa na FM postajama je frekvencijskom modulacijom. U tom slučaju, val nosača informacija drži amplitudu konstantnom, ali frekvencija varira. Stoga dvije FM radio stanice ne mogu biti udaljene manje od 0,020 MHz.
Dijagnoza i terapija
Medicina je jedno od područja koje ima najviše koristi od upotrebe tehnologija temeljenih na elektromagnetskom zračenju. U malim dozama, X-zrake su učinkovite za izradu radiografija, gdje se meka tkiva mogu razlikovati od tvrdih tkiva. S druge strane, ionizirajuća sposobnost rendgenskih zraka koristi se u liječenju raka za ubijanje malignih stanica u radioterapiji.
Bežične komunikacije
Najčešće bežične tehnologije koriste radio ili infracrveni signal; kod infracrvenih valova udaljenosti su kratke (televizijski daljinski upravljač), dok radio valovi dosežu velike udaljenosti.
Termografija
Pomoću infracrvene svjetlosti može se odrediti temperatura predmeta. Termografija je tehnologija koja omogućuje daljinsko određivanje temperature predmeta pomoću infracrvenog zračenja. Ova se tehnologija široko koristi u vojnom i industrijskom području.
Radar
Radar, razvijen u Drugom svjetskom ratu, uobičajena je primjena mikrovalnih pećnica. Otkrivanjem odjeka mikrovalne pećnice radarski sustavi mogu odrediti udaljenosti objekata.
- Elektromagnetizam
- Elektromagnetski val.
