Elektromagnetické záření
Elektromagnetické vlnění je vlnění, které obsahuje elektrické a magnetické pole a nese energii. Pohybují se rychlostísvětla.
Kvantová mechanika se vyvinula na základě studia elektromagnetických vln. Tento obor zahrnuje studium viditelného i neviditelného světla. Viditelné světlo je světlo, které můžeme vidět normálním zrakem v barvách duhy. Neviditelné světlo je světlo, které člověk běžným zrakem nevidí, a zahrnuje vlny s vyšší energií a vyšší frekvencí, jako je ultrafialové záření, rentgenové záření a gama záření. Vlny s větší délkou, jako jsou infračervené, mikrovlny a rádiové vlny, jsou také předmětem zkoumání kvantové mechaniky.
Některé druhy elektromagnetického záření, jako je například rentgenové záření, jsou ionizujícím zářením a mohou být pro vaše tělo škodlivé. Ultrafialové záření se blíží fialovému konci světelného spektra a infračervené záření se blíží červenému konci. Infračervené záření je tepelné záření a ultrafialové záření způsobuje spálení.
Jednotlivé části elektromagnetického spektra se liší vlnovou délkou, frekvencí a kvantovou energií.
Zvukové vlny nejsou elektromagnetické vlny, ale vlny tlaku ve vzduchu, vodě nebo jiné látce.
Rozsah elektromagnetických frekvencí. "UHF" znamená "ultra vysoká frekvence", VHF je "velmi vysoká frekvence". Obojí se dříve používalo pro televizi v USA.
Matematická formulace
Ve fyzice je dobře známo, že vlnová rovnice pro typickou vlnu je následující.
∇ 2 f = 1 c 2 ∂ 2 f ∂ t 2 {\displaystyle \nabla ^{2}f={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}f}{\partial t^{2}}}} 
Problémem je nyní dokázat, že Maxwellovy rovnice jednoznačně dokazují, že elektrické a magnetické pole vytváří elektromagnetické záření. Připomeňme si, že dvě Maxwellovy rovnice jsou dány následujícím způsobem
∇ × E = - ∂ B ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\část t}}} 
∇ × B = μ o j + μ o ϵ o ∂ E ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {B} =\mu _{o}\mathbf {j} +\mu _{o}\epsilon _{o}{\frac {\partial \mathbf {E} }{\část t}}} 
Vyhodnocením křivky výše uvedených rovnic a vektorovým výpočtem lze dokázat následující rovnice
∇ 2 E = 1 c 2 ∂ 2 E ∂ t {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {E} ={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {E} }{\částečný t}} 
∇ 2 B = 1 c 2 ∂ 2 B ∂ t {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {B} ={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {B} }{\částečný t}} 
Poznámka: důkaz spočívá v provedení substituce
c = 1 μ o ϵ {\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\mu _{o}\epsilon }}}} 
Výše uvedené rovnice jsou analogické vlnové rovnici, pokud nahradíme f rovnicemi E a B. Výše uvedené rovnice znamenají, že šíření magnetickým (B) a elektrickým (E) polem vyvolá vlnění.
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co jsou elektromagnetické vlny?
Odpověď: Elektromagnetické vlny jsou vlny, které obsahují elektrické a magnetické pole a nesou energii. Pohybují se rychlostí světla (299 792 458 metrů za sekundu).
Otázka: Co je to kvantová mechanika?
Odpověď: Kvantová mechanika je obor, který se vyvinul ze studia elektromagnetických vln. Zahrnuje studium viditelného i neviditelného světla.
Otázka: Jaké druhy elektromagnetického záření mohou být pro vaše tělo škodlivé?
Odpověď: Některé druhy elektromagnetického záření, například rentgenové záření, jsou ionizujícím zářením a mohou být pro vaše tělo škodlivé.
Otázka: Kam ve světelném spektru patří ultrafialové záření?
Odpověď: Ultrafialové záření se nachází na fialovém konci světelného spektra.
Otázka: Kam ve světelném spektru patří infračervené paprsky?
Odpověď: Infračervené paprsky jsou blízko červené části světelného spektra.
Otázka: Jak se infračervené paprsky liší od ultrafialových?
Odpověď: Infračervené paprsky se používají jako tepelné paprsky a ultrafialové paprsky způsobují spáleniny.
Otázka: Jsou zvukové vlny považovány za elektromagnetické vlny?
Odpověď: Ne, zvukové vlny nejsou elektromagnetické vlny, ale spíše vlny tlaku ve vzduchu, vodě nebo jiné látce.
