www.wikidata.uk-ua.nina.az

Електромагнітне випромінювання Електромагн ітне випром інювання англ electromagnetic radiation взаємопов язані коливання

Електромагнітне випромінювання

Електромагн́ітне випром́інювання (англ. electromagnetic radiation) — взаємопов'язані коливання електричного (Е) i магнітного (B) полів, що утворюють електромагнітне поле, а також процес утворення вільного електромагнітного поля за нерівномірного руху та взаємодії електричних зарядів. Розповсюдження випромінення здійснюється за допомогою електромагнітних хвиль. Електромагнітні хвилі випромінюються зарядженими частинками, атомами, молекулами, антенами та іншими випромінювальними системами. Електромагнітне випромінювання — це потік фотонів, який лише за великої їх кількості можна розглядати як неперервний процес.

Спектр електромагнітного випромінювання

Види електромагнітних коливань

Розрізняють вимушені (під впливом зовнішніх джерел) і власні електромагнітні коливання. У необмеженому просторі або в системах з втратами енергії можливі електромагнітні коливання з неперервним спектром частот. Просторово обмежені системи мають дискретний спектр частот, причому кожній частоті відповідає один або кілька незалежних типів коливань (мод).

Представлення коливань у вигляді суперпозиції мод з неперервним або дискретним спектром можливе для довільної складної системи провідників та діелектриків, якщо поля, струм або заряди в них зв'язані між собою лінійними співвідношеннями.

Основні характеристики

Основними характеристиками електромагнітного випромінювання прийнято вважати частоту, довжину хвилі і поляризацію.

Довжина хвилі прямо пов'язана з частотою через (групову) швидкість поширення випромінювання. Групова швидкість поширення електромагнітного випромінювання у вакуумі дорівнює швидкості світла, в інших середовищах ця швидкість є меншою. Фазова швидкість електромагнітного випромінювання у вакуумі також дорівнює швидкості світла, у різних середовищах вона може бути як меншою, так і більшою від швидкості світла.

Інші процеси та явища

У неоднорідному середовищі спостерігаються явища відбивання, заломлення, дифракції та інтерференції електромагнітних хвиль.

Наукові галузі, що займаються вивченням електромагнітного випромінювання

Описом властивостей і параметрів електромагнітного випромінювання у цілому займається класична електродинаміка, хоча властивостями випромінювання окремих областей спектра займаються певні спеціалізовані розділи фізики (частково так склалося історично, частково обумовлено істотною конкретною специфікою, особливо щодо взаємодії випромінювання різних діапазонів з речовинами, частково також специфікою прикладних задач). До таких спеціалізованих розділів належать оптика (та її розділи) і радіофізика. Жорстким електромагнітним випромінюванням короткохвильового діапазону спектра займається фізика високих енергій.

Існують з різницею у деталях та ступені спільності різні теорії, що дозволяють змоделювати і дослідити властивості й прояви електромагнітного випромінювання. Найбільш основоположною із завершених та перевірених теорій такого роду є квантова електродинаміка, з якої шляхом тих чи інших спрощень можна в принципі отримати усі перераховані нижче теорії, що мають широке застосування у своїх областях. Для опису низькочастотного електромагнітного випромінювання в макроскопічній області використовують, зазвичай, класичну електродинаміку, що ґрунтується на рівняннях Максвелла, причому існують її спрощення у прикладних застосуваннях. Для оптичного випромінювання (аж до рентгенівського діапазону) застосовують оптику (зокрема, фізичну оптику, коли розміри деяких частин оптичної системи близькі до довжин хвиль; квантову оптику, коли істотними є процеси поглинання, випромінювання і розсіювання фотонів; геометричну оптику — граничний випадок хвильової оптики, коли довжиною хвилі випромінювання можна знехтувати). Гамма-випромінювання найчастіше є предметом ядерної фізики, з інших — медичних і біологічних — позицій вивчається вплив електромагнітного випромінювання у радіології. Існує також низка областей — фундаментальних і прикладних — таких, як астрофізика, фотохімія, біологія фотосинтезу і зорового сприйняття, ряд областей спектрального аналізу, для яких електромагнітне випромінювання (найчастіше — певного діапазону) і його взаємодія з речовиною відіграють ключову роль. Всі ці області межують і навіть перетинаються з описаними вище розділами фізики.

Діапазони електромагнітного випромінювання

Електромагнітне випромінювання прийнято розділяти за частотними діапазонами (див. таблицю). Між діапазонами немає чітких переходів, іноді вони перекриваються, а межі між ними є умовними. Оскільки швидкість поширення випромінювання (у вакуумі) стала, то частота його коливань жорстко пов'язана з довжиною хвилі у вакуумі.

Назва діапазону Довжини хвиль, λ Частота, ν Джерела випромінювання
Радіохвилі наддовгі понад 10 км до 30 кГц Атмосферні та магнітосферні явища. Радіозв'язок.
Довгі 10 км — 1 км 30 кГц — 300 кГц
Середні 1 км — 100 м 300 кГц — 3 МГц
Короткі 100 м — 10 м 3 МГц — 30 МГц
Ультракороткі 10 м — 1 мм 30 МГц — 300 ГГц
Інфрачервоне випромінювання 1 мм — 780 нм 300 ГГц — 429 ТГц Вивчення молекул і атомів при теплових та електричних впливах.
Видиме випромінювання 780—380 нм 429 ТГц — 750 ТГц
Ультрафіолетові 380нм — 10нм 3× 1014 Гц — 3× 1016 Гц Випромінювання атомів під впливом прискорених електронів.
Рентгенівські 10 нм — 5 пм 3× 1016Гц — 6× 1019 Гц Атомні процеси при впливі прискорених заряджених частинок.
Гамма до 5 пм понад 6× 1019 Гц Ядерні і космічні процеси, радіоактивний розпад.

Радіохвилі. Ультракороткі радіохвилі прийнято поділяти на метрові, дециметрові, сантиметрові, міліметрові й субміліметрові (мікрометрові). Хвилі довжиною λ < 1 м (ν > 300 МГц) прийнято також називати мікрохвилями або хвилями надвисоких частот (НВЧ).

Іонізаційне електромагнітне випромінювання. До цієї групи традиційно відносять рентгенівське і гамма-випромінювання, хоча, іонізувати атоми може й ультрафіолетове випромінювання, і навіть видиме світло. Межі областей рентгенівського й гамма-випромінювання можуть бути визначеними лише досить умовно. Для загальної орієнтації можна прийняти, що енергія рентгенівських квантів лежить у межах 20 еВ — 0,1 МеВ, а енергія гамма-квантів — вище від 0,1 МеВ. У вузькому розумінні гамма-випромінювання здійснюється ядром, а рентгенівське — атомною електронною оболонкою при вибиванні електрона з низькорозташованих орбіт, хоча ця класифікація незастосована до жорсткого випромінювання, що генерується без участі атомів і ядер (наприклад, синхротронного чи гальмівного випромінювання).

Вплив на організм людини

Правове регулювання в Україні

Гранично допустимі рівні електромагнітного випромінювання визначаються відповідно до Державних санітарних норм і правил захисту населення від впливу електромагнітних випромінювань, затверджених наказом Міністерства охорони здоров'я України від 01 серпня 1996 року № 239, зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 29 серпня 1996 року за № 488/1513.

Див. також

Примітки

  1. «Излучение» [ 19 листопада 2016 у Wayback Machine.] / Физическая энциклопедия. (рос.)
  2. «Електромагнітне випромінювання» [ 6 листопада 2016 у Wayback Machine.] / Енциклопедія сучасної України / ред. кол.: І. М. Дзюба [та ін.] ; НАН України, НТШ. — К. : Інститут енциклопедичних досліджень НАН України, 2001­–2022. — ISBN 966-02-2074-X./\.
  3. Принцип максимальності швидкості світла теорії відносності при цьому не порушується, так як швидкість перенесення енергії та інформації — пов'язана з груповою, а не фазовою швидкістю — у будь-якому випадку не перевищує швидкості світла
  4. ГОСТ 24375-80 Радиосвязь Термины и определения.
  5. . Архів оригіналу за 27 вересня 2018. 

Література

  • Яворський Б. М. Довідник з фізики: для інженерів та студентів вищих навч. закладів / Б. М. Яворський, А. А. Детлаф, А. К. Лебедєв. — Т. : Навчальна книга-Богдан, 2005. — 1034 с. — ISBN 966-692-818-3.
  • Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
  • Физика. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. А. М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. — С. 874—876. ISBN 5-85270-306-0

Посилання

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Електромагнітне випромінювання
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Elektromagn itne viprom inyuvannya angl electromagnetic radiation vzayemopov yazani kolivannya elektrichnogo E i magnitnogo B poliv sho utvoryuyut elektromagnitne pole a takozh proces utvorennya vilnogo elektromagnitnogo polya za nerivnomirnogo ruhu ta vzayemodiyi elektrichnih zaryadiv 1 Rozpovsyudzhennya viprominennya zdijsnyuyetsya za dopomogoyu elektromagnitnih hvil Elektromagnitni hvili viprominyuyutsya zaryadzhenimi chastinkami atomami molekulami antenami ta inshimi viprominyuvalnimi sistemami 2 Elektromagnitne viprominyuvannya ce potik fotoniv yakij lishe za velikoyi yih kilkosti mozhna rozglyadati yak neperervnij proces Spektr elektromagnitnogo viprominyuvannya Zmist 1 Vidi elektromagnitnih kolivan 2 Osnovni harakteristiki 2 1 Inshi procesi ta yavisha 3 Naukovi galuzi sho zajmayutsya vivchennyam elektromagnitnogo viprominyuvannya 4 Diapazoni elektromagnitnogo viprominyuvannya 5 Vpliv na organizm lyudini 6 Pravove regulyuvannya v Ukrayini 7 Div takozh 8 Primitki 9 Literatura 10 Posilannya Vidi elektromagnitnih kolivan Redaguvati Rozriznyayut vimusheni pid vplivom zovnishnih dzherel i vlasni elektromagnitni kolivannya U neobmezhenomu prostori abo v sistemah z vtratami energiyi mozhlivi elektromagnitni kolivannya z neperervnim spektrom chastot Prostorovo obmezheni sistemi mayut diskretnij spektr chastot prichomu kozhnij chastoti vidpovidaye odin abo kilka nezalezhnih tipiv kolivan mod Predstavlennya kolivan u viglyadi superpoziciyi mod z neperervnim abo diskretnim spektrom mozhlive dlya dovilnoyi skladnoyi sistemi providnikiv ta dielektrikiv yaksho polya strum abo zaryadi v nih zv yazani mizh soboyu linijnimi spivvidnoshennyami Osnovni harakteristiki RedaguvatiOsnovnimi harakteristikami elektromagnitnogo viprominyuvannya prijnyato vvazhati chastotu dovzhinu hvili i polyarizaciyu Dovzhina hvili pryamo pov yazana z chastotoyu cherez grupovu shvidkist poshirennya viprominyuvannya Grupova shvidkist poshirennya elektromagnitnogo viprominyuvannya u vakuumi dorivnyuye shvidkosti svitla v inshih seredovishah cya shvidkist ye menshoyu Fazova shvidkist elektromagnitnogo viprominyuvannya u vakuumi takozh dorivnyuye shvidkosti svitla u riznih seredovishah vona mozhe buti yak menshoyu tak i bilshoyu vid shvidkosti svitla 3 Inshi procesi ta yavisha Redaguvati U neodnoridnomu seredovishi sposterigayutsya yavisha vidbivannya zalomlennya difrakciyi ta interferenciyi elektromagnitnih hvil Naukovi galuzi sho zajmayutsya vivchennyam elektromagnitnogo viprominyuvannya RedaguvatiOpisom vlastivostej i parametriv elektromagnitnogo viprominyuvannya u cilomu zajmayetsya klasichna elektrodinamika hocha vlastivostyami viprominyuvannya okremih oblastej spektra zajmayutsya pevni specializovani rozdili fiziki chastkovo tak sklalosya istorichno chastkovo obumovleno istotnoyu konkretnoyu specifikoyu osoblivo shodo vzayemodiyi viprominyuvannya riznih diapazoniv z rechovinami chastkovo takozh specifikoyu prikladnih zadach Do takih specializovanih rozdiliv nalezhat optika ta yiyi rozdili i radiofizika Zhorstkim elektromagnitnim viprominyuvannyam korotkohvilovogo diapazonu spektra zajmayetsya fizika visokih energij Isnuyut z rizniceyu u detalyah ta stupeni spilnosti rizni teoriyi sho dozvolyayut zmodelyuvati i dosliditi vlastivosti j proyavi elektromagnitnogo viprominyuvannya Najbilsh osnovopolozhnoyu iz zavershenih ta perevirenih teorij takogo rodu ye kvantova elektrodinamika z yakoyi shlyahom tih chi inshih sproshen mozhna v principi otrimati usi pererahovani nizhche teoriyi sho mayut shiroke zastosuvannya u svoyih oblastyah Dlya opisu nizkochastotnogo elektromagnitnogo viprominyuvannya v makroskopichnij oblasti vikoristovuyut zazvichaj klasichnu elektrodinamiku sho gruntuyetsya na rivnyannyah Maksvella prichomu isnuyut yiyi sproshennya u prikladnih zastosuvannyah Dlya optichnogo viprominyuvannya azh do rentgenivskogo diapazonu zastosovuyut optiku zokrema fizichnu optiku koli rozmiri deyakih chastin optichnoyi sistemi blizki do dovzhin hvil kvantovu optiku koli istotnimi ye procesi poglinannya viprominyuvannya i rozsiyuvannya fotoniv geometrichnu optiku granichnij vipadok hvilovoyi optiki koli dovzhinoyu hvili viprominyuvannya mozhna znehtuvati Gamma viprominyuvannya najchastishe ye predmetom yadernoyi fiziki z inshih medichnih i biologichnih pozicij vivchayetsya vpliv elektromagnitnogo viprominyuvannya u radiologiyi Isnuye takozh nizka oblastej fundamentalnih i prikladnih takih yak astrofizika fotohimiya biologiya fotosintezu i zorovogo sprijnyattya ryad oblastej spektralnogo analizu dlya yakih elektromagnitne viprominyuvannya najchastishe pevnogo diapazonu i jogo vzayemodiya z rechovinoyu vidigrayut klyuchovu rol Vsi ci oblasti mezhuyut i navit peretinayutsya z opisanimi vishe rozdilami fiziki Diapazoni elektromagnitnogo viprominyuvannya RedaguvatiElektromagnitne viprominyuvannya prijnyato rozdilyati za chastotnimi diapazonami div tablicyu Mizh diapazonami nemaye chitkih perehodiv inodi voni perekrivayutsya a mezhi mizh nimi ye umovnimi Oskilki shvidkist poshirennya viprominyuvannya u vakuumi stala to chastota jogo kolivan zhorstko pov yazana z dovzhinoyu hvili u vakuumi Nazva diapazonu Dovzhini hvil l Chastota n Dzherela viprominyuvannyaRadiohvili naddovgi ponad 10 km do 30 kGc Atmosferni ta magnitosferni yavisha Radiozv yazok Dovgi 10 km 1 km 30 kGc 300 kGcSeredni 1 km 100 m 300 kGc 3 MGcKorotki 100 m 10 m 3 MGc 30 MGcUltrakorotki 10 m 1 mm 30 MGc 300 GGc 4 Infrachervone viprominyuvannya 1 mm 780 nm 300 GGc 429 TGc Vivchennya molekul i atomiv pri teplovih ta elektrichnih vplivah Vidime viprominyuvannya 780 380 nm 429 TGc 750 TGcUltrafioletovi 380nm 10nm 3 1014 Gc 3 1016 Gc Viprominyuvannya atomiv pid vplivom priskorenih elektroniv Rentgenivski 10 nm 5 pm 3 1016Gc 6 1019 Gc Atomni procesi pri vplivi priskorenih zaryadzhenih chastinok Gamma do 5 pm ponad 6 1019 Gc Yaderni i kosmichni procesi radioaktivnij rozpad Radiohvili Ultrakorotki radiohvili prijnyato podilyati na metrovi decimetrovi santimetrovi milimetrovi j submilimetrovi mikrometrovi Hvili dovzhinoyu l lt 1 m n gt 300 MGc prijnyato takozh nazivati mikrohvilyami abo hvilyami nadvisokih chastot NVCh Ionizacijne elektromagnitne viprominyuvannya Do ciyeyi grupi tradicijno vidnosyat rentgenivske i gamma viprominyuvannya hocha ionizuvati atomi mozhe j ultrafioletove viprominyuvannya i navit vidime svitlo Mezhi oblastej rentgenivskogo j gamma viprominyuvannya mozhut buti viznachenimi lishe dosit umovno Dlya zagalnoyi oriyentaciyi mozhna prijnyati sho energiya rentgenivskih kvantiv lezhit u mezhah 20 eV 0 1 MeV a energiya gamma kvantiv vishe vid 0 1 MeV U vuzkomu rozuminni gamma viprominyuvannya zdijsnyuyetsya yadrom a rentgenivske atomnoyu elektronnoyu obolonkoyu pri vibivanni elektrona z nizkoroztashovanih orbit hocha cya klasifikaciya nezastosovana do zhorstkogo viprominyuvannya sho generuyetsya bez uchasti atomiv i yader napriklad sinhrotronnogo chi galmivnogo viprominyuvannya Vpliv na organizm lyudini RedaguvatiDokladnishe Elektromagnitne viprominyuvannya ta zdorov yaPravove regulyuvannya v Ukrayini RedaguvatiGranichno dopustimi rivni elektromagnitnogo viprominyuvannya viznachayutsya vidpovidno do Derzhavnih sanitarnih norm i pravil zahistu naselennya vid vplivu elektromagnitnih viprominyuvan zatverdzhenih nakazom Ministerstva ohoroni zdorov ya Ukrayini vid 01 serpnya 1996 roku 239 zareyestrovanih u Ministerstvi yusticiyi Ukrayini 29 serpnya 1996 roku za 488 1513 5 Div takozh RedaguvatiElektromagnitna hvilya Elektromagnitnij spektr Elektromagnitne zabrudnennya Elektromagnetizm Energiya viprominyuvannya optika Primitki Redaguvati Izluchenie Arhivovano 19 listopada 2016 u Wayback Machine Fizicheskaya enciklopediya ros Elektromagnitne viprominyuvannya Arhivovano 6 listopada 2016 u Wayback Machine Enciklopediya suchasnoyi Ukrayini red kol I M Dzyuba ta in NAN Ukrayini NTSh K Institut enciklopedichnih doslidzhen NAN Ukrayini 2001 2022 ISBN 966 02 2074 X Princip maksimalnosti shvidkosti svitla teoriyi vidnosnosti pri comu ne porushuyetsya tak yak shvidkist perenesennya energiyi ta informaciyi pov yazana z grupovoyu a ne fazovoyu shvidkistyu u bud yakomu vipadku ne perevishuye shvidkosti svitla GOST 24375 80 Radiosvyaz Terminy i opredeleniya Pro zatverdzhennya derzhavnih sanit nakaz Ministerstva ohoroni zdorov ya Ukrayini vid 01 08 1996 239 Arhiv originalu za 27 veresnya 2018 Literatura RedaguvatiYavorskij B M Dovidnik z fiziki dlya inzheneriv ta studentiv vishih navch zakladiv B M Yavorskij A A Detlaf A K Lebedyev T Navchalna kniga Bogdan 2005 1034 s ISBN 966 692 818 3 Glosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0 Fizika Bolshoj enciklopedicheskij slovar Gl red A M Prohorov 4 e izd M Bolshaya Rossijskaya enciklopediya 1999 S 874 876 ISBN 5 85270 306 0Posilannya RedaguvatiVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Elektromagnitne viprominyuvannyaVpliv elektromagnitnogo viprominyuvannya na zhivi organizmi Arhivovano 21 zhovtnya 2016 u Wayback Machine na sajti Priladi dlya vimiryuvannya i kontrolyu radiaciyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Elektromagnitne viprominyuvannya amp oldid 34886978