Elektromágneses sugárzás kontra elektromágneses spektrum
Az elektromágneses sugárzás és az elektromágneses spektrum két széles körben használt fogalom az elektromágneses elméletben. Létfontosságú, hogy világosan megértsük ezeket a jelenségeket ahhoz, hogy ezeken a területeken kiválóak legyünk. Ez a cikk az elektromágneses sugárzás és az elektromágneses spektrum definícióit, hasonlóságait és különbségeit tárgyalja.
Elektromágneses sugárzás
Az elektromágneses sugárzást, közismertebb nevén EM-sugárzást James Clerk Maxwell javasolta először. Ezt később Heinrich Hertz is megerősítette, aki sikeresen produkálta az első EM hullámot. Maxwell levezette az elektromos és mágneses hullámok hullámformáját, és sikeresen megjósolta e hullámok sebességét. Mivel ez a hullámsebesség megegyezik a fénysebesség kísérleti értékével, Maxwell azt javasolta, hogy a fény az EM hullámok egyik formája. Az elektromágneses hullámoknak van elektromos és egymásra merőlegesen és a hullámterjedés irányára merőlegesen rezgő mágneses tere is. Vákuumban minden elektromágneses hullám azonos sebességű. Az elektromágneses hullám frekvenciája határozza meg a benne tárolt energiát. Később kvantummechanika segítségével kimutatták, hogy ezek a hullámok valójában hullámcsomagok. Ennek a csomagnak az energiája a hullám frekvenciájától függ. Ez megnyitotta a hullám-részecske-kettős anyag mezőjét. Most már látható, hogy az elektromágneses sugárzás hullámoknak és részecskéknek tekinthető. Az abszolút nulla feletti bármely hőmérsékletű objektum minden hullámhosszúságú EM hullámokat bocsát ki. Az energia, ami a kibocsátott fotonok maximális száma, a test hőmérsékletétől függ.
Elektromágneses spektrum
Az elektromágneses hullámokat energiájuk szerint több régióba sorolják. Röntgensugarak, ultraibolya, infravörös, látható, rádióhullámok ezek közül kevés. Minden, amit látunk, az elektromágneses spektrum látható tartománya miatt látható. A spektrum az elektromágneses sugarak intenzitásának és energiájának diagramja. Az energia hullámhosszban vagy frekvenciában is ábrázolható. A folytonos spektrum olyan spektrum, amelyben a kiválasztott tartomány összes hullámhosszának van intenzitása. A tökéletes fehér fény egy folyamatos spektrum a látható területen. Meg kell jegyezni, hogy a gyakorlatban gyakorlatilag lehetetlen tökéletes folytonos spektrumot elérni. Az abszorpciós spektrum az a spektrum, amelyet azután kapunk, hogy folytonos spektrumot küldünk át valamilyen anyagon. Emissziós spektrum az a spektrum, amelyet azután kapunk, hogy az elektronok gerjesztése után a folytonos spektrumot eltávolítjuk az abszorpciós spektrumból. Az abszorpciós spektrum és az emissziós spektrum rendkívül hasznos az anyagok kémiai összetételének megtalálásában. Egy anyag abszorpciós vagy emissziós spektruma az anyagra egyedi.
Mi a különbség az elektromágneses sugárzás és az elektromágneses spektrum között?
• Az EM-sugárzás az elektromos és a mágneses mezők közötti kölcsönhatások által okozott hatás.
• Az EM spektrum az EM sugárzás leírására használt kvantitatív módszer.
• Az EM-sugárzás minőségi fogalom, míg az EM-spektrum mennyiségi mérés.
• Az EM-sugárzás fogalma önmagában haszontalan. Az EM spektrumnak számos alkalmazása és felhasználási területe van.
