EM κύματα

Τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, το υπέρυθρο, το φως, οι υπεριώδεις, οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα είναι όλα παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Όλα αυτά τα κύματα αποτελούν συστατικό του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το οποίο περιλαμβάνει τα ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά κύματα. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, γνωστά και ως κύματα EM, είναι κύματα που παράγονται ως αποτέλεσμα δόνησης φορτισμένων σωματιδίων μεταξύ ενός ηλεκτρικού πεδίου και ενός μαγνητικού πεδίου, γνωστό και ως ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Για να το θέσω αλλιώς, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αποτελούνται από ταλαντευόμενα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία.

Em waves 

Εάν η πηγή του ηλεκτρικού πεδίου αλλάζει, τότε αλλάζει και η πηγή του μαγνητικού πεδίου, και αντίστροφα, ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα παράγεται από ένα επιταχυνόμενο ή ταλαντευόμενο φορτίο. Το αποτέλεσμα είναι ότι δύο πεδία γίνονται πηγές των κυμάτων του άλλου και το κύμα διαδίδεται σε μια διαδρομή κάθετη και στα δύο πεδία. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν εγκάρσια φύση, που σημαίνει ότι τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία είναι κάθετα μεταξύ τους και προς την κατεύθυνση διάδοσης των κυμάτων, αντίστοιχα. Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία δεν έχουν καμία επίδραση στη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Τι είναι τα 7 EM κύματα;

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει τεράστιο εύρος μηκών κύματος και συχνοτήτων, γεγονός που την καθιστά εξαιρετικά ευέλικτη. Σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Ρίβερσαϊντ, αυτή η περιοχή αναφέρεται ως ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα χωρίζεται συνήθως σε επτά ζώνες, οι οποίες αριθμούνται από το χαμηλότερο μήκος κύματος έως την υψηλότερη ενέργεια και συχνότητα με φθίνουσα σειρά. Ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρο (IR), ορατό φως, υπεριώδες φως (UV), ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα είναι όλοι όροι που χρησιμοποιούνται συνήθως για την περιγραφή των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Ραδιοκύματα 

Τα ραδιοκύματα χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της ασύρματης παράδοσης ηχητικών μηνυμάτων ή πληροφοριών, της επικοινωνίας και της ναυτικής και αεροπορικής πλοήγησης. Ανάλογα με τον τρόπο μετάδοσης, οι πληροφορίες εφαρμόζονται στο ηλεκτρομαγνητικό φέρον κύμα ως διαμόρφωση πλάτους (AM), διαμόρφωση συχνότητας (FM) ή ψηφιακή μορφή (διαμόρφωση παλμού). Ως αποτέλεσμα, η μετάδοση δεν περιλαμβάνει ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα μίας συχνότητας αλλά μάλλον ένα εύρος συχνοτήτων του οποίου το πλάτος είναι ανάλογο με την ποσότητα της πληροφορίας που μεταδίδεται. Για τηλέφωνα, το πλάτος είναι περίπου 10.000 hertz, για ήχο υψηλής πιστότητας είναι 20.000 hertz και για τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας, είναι πέντε megahertz (MHz =ένα εκατομμύριο hertz). Αυτό το πλάτος, μαζί με την απώλεια της απόδοσης της δημιουργίας ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων καθώς μειώνεται η συχνότητα των κυμάτων, έχει ως αποτέλεσμα ένα χαμηλότερο όριο συχνότητας για ραδιοκύματα περίπου 10.000 Hz.

Φούρνοι μικροκυμάτων 

Τα μικροκύματα είναι οι κύριοι φορείς επικοινωνίας δεδομένων υψηλής ταχύτητας μεταξύ σταθμών στη Γη και επίσης μεταξύ επίγειων σταθμών και δορυφόρων και διαστημικών ανιχνευτών. Ένα σύστημα σύγχρονων δορυφόρων περίπου 36.000 km πάνω από τη Γη χρησιμοποιείται για διεθνή ευρυζωνική σύνδεση όλων των ειδών επικοινωνιών - π.χ. τηλεόραση και τηλέφωνο. Οι παραβολικές κεραίες πιάτων χρησιμοποιούνται τόσο σε ραδιοτηλεοπτικούς φορείς όσο και σε δέκτες μικροκυμάτων. Οι δέσμες μικροκυμάτων παράγονται από αυτά, και η γωνία εξάπλωσης των ακτίνων είναι ανάλογη με την αναλογία του μήκους κύματος των συστατικών κυμάτων προς τη διάμετρο του πιάτου. Ως αποτέλεσμα, οι δοκοί μπορούν να οδηγηθούν σαν προβολέας. Οι δέσμες ραντάρ αποτελούνται από σύντομες εκρήξεις μικροκυματικής ενέργειας. Η απόσταση μεταξύ ενός αεροπλάνου ή ενός πλοίου μπορεί να προσδιοριστεί μετρώντας το χρόνο που χρειάζεται για να ταξιδέψει ένας παλμός ραντάρ στο αντικείμενο και στη συνέχεια να επιστρέψει στην κεραία του πιάτου ραντάρ μετά από ανάκλαση.

Υπέρυθρες 

Η υπέρυθρη ακτινοβολία, συχνά γνωστή ως υπέρυθρο φως, είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που έχει μήκη κύματος μεγαλύτερα από τα μήκη κύματος του ορατού φωτός. Ως αποτέλεσμα, είναι ανεπαίσθητο στο ανθρώπινο μάτι. Το υπέρυθρο φάσμα θεωρείται ευρέως ότι περιλαμβάνει μήκη κύματος που κυμαίνονται από περίπου 1 χιλιοστό έως το πλασματικό κόκκινο άκρο του ορατού φάσματος, το οποίο είναι περίπου 700 νανόμετρα.

Ορατό φως 

Το ορατό φάσμα αναφέρεται στο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι, το οποίο περιλαμβάνει το φάσμα του ορατού φωτός. Ορατό φως, ή απλά φως, είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκη κύματος σε αυτό το εύρος. Ένα τυπικό ανθρώπινο μάτι ανταποκρίνεται σε μήκη κύματος που κυμαίνονται από περίπου 380 νανόμετρα έως περίπου 750 νανόμετρα.

Υπεριώδες φως 

Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με μήκος κύματος που κυμαίνεται από 10 nm έως 400 nm, το οποίο είναι μικρότερο από το μήκος κύματος του ορατού φωτός αλλά μεγαλύτερο από το μήκος κύματος των ακτίνων Χ. Η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να βρεθεί στο ηλιακό φως και αντιπροσωπεύει περίπου το 10% της συνολικής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που εκπέμπεται από τον Ήλιο.

Ακτίνες Χ 

Μια ακτινογραφία, επίσης γνωστή ως ακτινοβολία Χ, είναι μια διεισδυτική μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας που μπορεί να διαπεράσει στερεά αντικείμενα. Το μήκος κύματος των περισσότερων ακτίνων Χ είναι στην περιοχή από 10 πικόμετρα έως 10 νανόμετρα, που αντιστοιχεί σε συχνότητες στην περιοχή από 30 petahertz έως 30 exahertz και ενέργεια στην περιοχή από 145eV έως 124 keV, αντίστοιχα.

Ακτίνες γάμμα 

Οι ακτίνες γάμμα είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που υπάρχει σε όλο το σύμπαν (EMR). Μοιάζουν αρκετά με τις ακτίνες Χ, με τη μόνη διαφορά ότι εκπέμπονται από έναν διεγερμένο πυρήνα και όχι από έναν ουδέτερο πυρήνα. Η ηλεκτρική και μαγνητική ακτινοβολία μπορεί να χαρακτηριστεί ως ένα ρεύμα φωτονίων, τα οποία είναι σωματίδια χωρίς μάζα που ρέουν με κυματοειδές μοτίβο με την ταχύτητα του φωτός και είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Κάθε φωτόνιο περιέχει μια συγκεκριμένη ποσότητα (ή δέσμη) ενέργειας και όλη η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελείται από φωτόνια διαφόρων μεγεθών και σχημάτων. Τα φωτόνια από τις ακτίνες γάμμα έχουν την περισσότερη ενέργεια στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και το μικρότερο μήκος κύματος από όλα τα κύματα.

Συμπέρασμα 

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι κύματα που παράγονται ως αποτέλεσμα δονήσεων μεταξύ ενός ηλεκτρικού πεδίου και ενός μαγνητικού πεδίου. Στο κενό, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν σταθερή ταχύτητα 3,00 x 108 ms-1, που είναι η ταχύτητα του φωτός. Δεν εκτρέπονται από το ηλεκτρικό ή το μαγνητικό πεδίο και δεν επηρεάζονται από κανένα από τα δύο. Ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρο (IR), ορατό φως, υπεριώδες φως (UV), ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα είναι όλοι όροι που χρησιμοποιούνται συνήθως για να περιγράψουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η μετάδοση δεν περιλαμβάνει μία μόνο συχνότητα, αλλά μάλλον ένα εύρος συχνοτήτων του οποίου το πλάτος είναι ανάλογο με τον όγκο των πληροφοριών που μεταδίδονται.

Το υπέρυθρο φάσμα θεωρείται ότι περιλαμβάνει μήκη κύματος που κυμαίνονται από περίπου 1 χιλιοστό έως 700 νανόμετρα. Αυτό είναι το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι. Το τυπικό ανθρώπινο μάτι θα ανταποκριθεί σε μήκη κύματος μεταξύ 380 νανόμετρα και 750 νανόμετρα, για παράδειγμα.