คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Electromagnetic Wave
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คืออะไร
คลื่นที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มของสนามแม่เหล็ก และไฟฟ้าที่เกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน เช่น คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ รังสีแกมมา รังสีอินฟราเรด
คุณเคยสงสัยไหมว่าเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า? คำนี้ค่อนข้างซับซ้อน แต่คุณติดต่อกับรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตลอดเวลา นี่เป็นแผนภาพของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปรากฏในหนังสือและเว็บไซต์หลายแห่ง รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เกิดจากการรบกวนสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
บรรทัดสุดท้ายของตัวเลขที่อยู่ในอำนาจของ 10 ให้ความยาวคลื่นในเมตร ภูมิภาคบางครั้งไม่มีการตัดที่ชัดเจนเนื่องจากมีการซ้อนทับกันมาก ตัวอย่างเช่นคลื่นวิทยุและเตาอบไมโครเวฟมีความคลุมเครือ แต่กฎระเบียบของรัฐสำหรับการประยุกต์ใช้ (การใช้งาน) ของพวกเขานั้นเข้มงวด
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะใช้ในการส่งคลื่นวิทยุความยาวคลื่นยาว / สั้น / คลื่นความถี่วิทยุและสัญญาณโทรทัศน์ / โทรศัพท์ / ไร้สายหรือพลังงาน นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ในการถ่ายทอดพลังงานในรูปของคลื่นไมโครเวฟรังสีอินฟราเรด (IR) แสงที่มองเห็นได้ (VIS) แสงอัลตราไวโอเลต (UV) รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา แต่ละส่วนของสเปกตรัมนี้เป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเราและในธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการสื่อสาร รายการที่ระบุข้างต้นอยู่ในลำดับความถี่ที่เพิ่มขึ้น (หรือลดความยาวคลื่น) นี่คือรายการของภูมิภาคและความยาวคลิดโดยประมาณในตัว เพื่อความเรียบง่ายเราเลือกที่จะให้ขนาดของความถี่เท่านั้น นั่นคือเราให้ log (ความถี่) (log (f))
ภูมิภาค: วิทยุ, FM, โทรทัศน์, ไมโครเวฟ, IR, VIS, รังสีเอกซ์, รังสีเอกซ์, รังสีแกมมา
ความยาวคลื่น: 600 m 20 m 1 mc 1 mm 0.1 mm 1e-9 m 1e-12 m 1e-15 m log
(f): 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 23
รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามักจะถือว่าเป็นคลื่นเคลื่อนที่ สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กแกว่งไปมาในทิศทางที่ตั้งฉากกับแต่ละทิศทางและทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นความยาวคลื่นความถี่และความเร็วของแสงสอดคล้องกับความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:
สเปกตรัมที่มองเห็นได้
ความยาวคลื่นของพื้นที่ที่มองเห็นได้ในช่วงสเปกตรัมตั้งแต่ 700 nm สำหรับแสงสีแดงถึง 400 นาโนเมตรสำหรับแสงสีม่วงสีแดง 700 นาโนเมตร ส้ม 630 สีเหลือง 550 เขียว 500 สีน้ำเงิน 450 สีม่วง 400ไม่จำเป็นต้องจำตัวเลขเหล่านี้ แต่รู้ว่าพื้นที่ที่มองเห็นได้เช่นช่วงแคบ 400-700 นาโนเมตรเป็นประโยชน์ในบางครั้งเมื่อพูดถึงแสงบางอย่าง
Photons - การรวมกลุ่มของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
ในการวิจัยเกี่ยวกับรังสีจากร่างร้อน (ดำ) Max Planck ทำข้อเสนอง่ายๆ เขาชี้ให้เห็นว่าแสงประกอบด้วยโฟตอน พลังงาน E ของแต่ละโฟตอนของคลื่นแสงเดี่ยวเป็นสัดส่วนกับความถี่ n ของแสง:เพื่อความสะดวกในการศึกษารังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอนาคตของคุณคุณอาจต้องการทราบหน่วยที่ใช้บ่อยๆ
1 nm = 1E-9 เมตรนาโนเมตร: สำหรับความยาวคลื่นของ IR, มองเห็นได้, รังสียูวีและรังสีเอกซ์
1 pm = 1E-12 m, picometer: สำหรับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา
ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ
ดูเพิ่มเติม: ประวัติทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและทฤษฎีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นนอกเหนือจากแสงที่มองเห็นได้ถูกค้นพบในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 การค้นพบของอินฟราเรดรังสีกำหนดให้นักดาราศาสตร์วิลเลียมเฮอร์เชลที่ตีพิมพ์ผลของเขาใน 1800 ก่อนที่ราชสมาคมแห่งลอนดอน [33]เฮอร์เชลใช้แก้วปริซึมจะหักเหแสงจากดวงอาทิตย์และตรวจพบรังสีที่มองไม่เห็นที่ทำให้เกิดความร้อนเกินกว่าสีแดงส่วนหนึ่งของคลื่นที่ผ่านการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่บันทึกด้วยเครื่องวัดอุณหภูมิรังสีอัลตราไวโอเลตเหล่านี้เรียกว่าอินฟราเรดภายหลัง
ในปี 1801 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันJohann Wilhelm Ritterค้นพบรังสีอัลตราไวโอเลตในการทดลองที่คล้ายกับของเฮอร์เฮลโดยใช้แสงแดดและปริซึมกระจก Ritter ตั้งข้อสังเกตว่ารังสีที่มองไม่เห็นใกล้ขอบสีม่วงของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่กระจายตัวโดยรูปสามเหลี่ยมรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสมืดเตรียมการเตรียมคลอไรด์เงินได้เร็วกว่าแสงสีม่วงในบริเวณใกล้เคียง การทดลองของ Ritter เป็นสารตั้งต้นก่อนที่จะกลายเป็นการถ่ายภาพ Ritter ตั้งข้อสังเกตว่ารังสีอัลตราไวโอเลต (ซึ่งในตอนแรกเรียกว่า "รังสีเคมี") มีความสามารถในการก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมี
James Clerk Maxwell
ใน 1,862-4 James Clerk Maxwellพัฒนาสมการสำหรับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งชี้ให้เห็นว่าคลื่นในสนามจะเดินทางด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับความเร็วที่รู้จักกันมากของแสง (เช่นเดียวกับรังสีอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลตที่มองไม่เห็นโดยอนุมาน) ทั้งหมดประกอบด้วยการแพร่กระจายการรบกวน (หรือรังสี) ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นวิทยุถูกผลิตขึ้นโดยHeinrich Hertzในปีพ. ศ. 2430 โดยใช้วงจรไฟฟ้าคำนวณเพื่อสร้างการสั่นที่ความถี่ต่ำกว่าแสงที่มองเห็นได้สูตรต่อไปนี้สำหรับการผลิตค่าใช้จ่ายและกระแสไฟฟ้าที่แกว่งถี่โดยสมการของแมกซ์เวลล์ เฮิรตซ์ยังพัฒนาวิธีการตรวจจับคลื่นเหล่านี้และผลิตและลักษณะที่เรียกว่าภายหลังคลื่นวิทยุและไมโครเวฟ
Wilhelm Röntgenค้นพบและตั้งชื่อรังสีเอกซ์ หลังจากทดลองใช้แรงดันไฟฟ้าสูงที่นำไปใช้กับหลอดที่อพยพเมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2438 เขาสังเกตเห็นการเรืองแสงบนแผ่นกระจกเคลือบที่อยู่ใกล้เคียง ในหนึ่งเดือนเขาค้นพบคุณสมบัติหลักของรังสีเอกซ์
ส่วนสุดท้ายของสเปกตรัม EM ที่จะค้นพบที่เกี่ยวข้องกับกัมมันตภาพรังสี Henri Becquerelพบว่ายูเรเนียมเกลือที่เกิดจากการพ่นหมอกควันของการถ่ายภาพแผ่นยังไม่ได้ถ่ายผ่านกระดาษที่ครอบคลุมในลักษณะที่คล้ายคลึงกับรังสีเอกซ์และMarie Curieค้นพบว่าองค์ประกอบบางอย่างเท่านั้นให้ปิดรังสีของพลังงานเหล่านี้เร็ว ๆ นี้การค้นพบรังสีเข้มข้นของเรเดียมรังสีจาก pitchblende ถูกแยกออกเป็นรังสีอัลฟา ( อนุภาคแอลฟา ) และรังสีเบต้า ( อนุภาคเบต้า ) โดยเออร์เนสรัทเธอร์ฟอร์ดผ่านการทดลองอย่างง่าย ๆ ในปีพ. ศ. 2442 แต่สิ่งเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นอนุภาคประเภทรังสี อย่างไรก็ตามในปี 1900 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสพอลลาร์ดค้นพบหนึ่งในสามประจุไฟฟ้าและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเจาะชนิดของรังสีจากเรเดียมและหลังจากที่เขาอธิบายว่ามัน, รัทเธอรู้ว่ามันจะต้องเป็นยังชนิดที่สามของรังสีซึ่งในปี 1903 Rutherford ชื่อรังสีแกมมาในปี 1910 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษWilliam Henry Bragg ได้แสดงให้เห็นว่ารังสีแกมมาเป็นรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ใช่อนุภาคและในปี 1914 Rutherford และEdward Andrade วัดความยาวคลื่นของพวกเขาพบว่าพวกเขามีความคล้ายคลึงกับรังสีเอกซ์ แต่มีความยาวคลื่นสั้นและความถี่สูงกว่าแม้ว่าการข้ามระหว่างรังสีเอกซ์กับรังสีแกมมาจะทำให้รังสีเอกซ์มีพลังงานสูงขึ้น (และด้วยเหตุนี้ความยาวคลื่นสั้นลง ) กว่ารังสีแกมมาและในทางกลับกัน รังสีแกมมามีแนวโน้มที่จะเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่มาจากนิวเคลียสที่ไม่เสถียรของอะตอมและรังสีเอกซ์จะถูกสร้างขึ้นด้วยระบบไฟฟ้า (และด้วยเหตุนี้มนุษย์จึงสร้างขึ้น) เว้นแต่จะเป็นผลมาจากการที่รังสีเอกซ์bremsstrahlungเกิดจากรังสีแกมมา โดยการปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว (เช่นอนุภาคเบต้า) ชนกับวัสดุบางชนิดโดยปกติจะมีจำนวนอะตอมที่สูงขึ้น
ปฏิสัมพันธ์เป็นฟังก์ชันของความถี่
เมื่อการแผ่รังสี EM มีปฏิสัมพันธ์กับสสารการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของมันจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของความถี่
วิทยุและไมโครเวฟ
ที่ความถี่วิทยุและคลื่นวิทยุ EMR โต้ตอบกับวัตถุส่วนใหญ่เป็นการเก็บค่าบริการจำนวนมากซึ่งกระจายไปทั่วอะตอมที่ได้รับผลกระทบจำนวนมาก ในตัวนำไฟฟ้าการเคลื่อนที่ของค่าใช้จ่าย ( กระแสไฟฟ้า ) ที่เกิดขึ้นเช่นการเหนี่ยวนำEMR หรือการแบ่งแยกค่าใช้จ่ายอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิด EMR ใหม่ (การสะท้อนกลับที่มีประสิทธิภาพของ EMR) ตัวอย่างคือการดูดซึมหรือการปล่อยคลื่นวิทยุโดยเสาอากาศหรือการดูดซึมของไมโครเวฟโดยน้ำหรือโมเลกุลอื่น ๆ ที่มีช่วงเวลาที่ขั้วไฟฟ้าเป็นเช่นภายในเตาอบไมโครเวฟ ปฏิกิริยาเหล่านี้ผลิตกระแสไฟฟ้าหรือความร้อนหรือทั้งสองอย่าง
อินฟราเรด
เช่นเดียวกับวิทยุและไมโครเวฟอินฟราเรดยังสะท้อนด้วยโลหะ (เหมือน EMR ที่สุดในรังสีอัลตราไวโอเลต) อย่างไรก็ตามคลื่นวิทยุและคลื่นไมโครเวฟที่มีความถี่ต่ำกว่าปกติ EMR อินฟราเรดมักมีปฏิสัมพันธ์กับ dipoles ที่มีอยู่ในโมเลกุลเดี่ยวซึ่งจะเปลี่ยนเป็นอะตอมที่เกิดการสั่นสะเทือนที่ปลายของพันธะเคมีตัวเดียว จะถูกดูดซึมดังนั้นโดยหลากหลายของสารที่ทำให้พวกเขาจะเพิ่มขึ้นในอุณหภูมิสั่นสะเทือนกระจายเป็นความร้อน กระบวนการเดียวกันนี้ทำงานในแบบย้อนกลับก่อให้เกิดสารที่เป็นกลุ่มในการแผ่รังสีอินฟราเรดโดยธรรมชาติ
แสงที่มองเห็นได้
เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นในช่วงที่มองเห็นโฟตอนมีพลังงานเพียงพอที่จะเปลี่ยนโครงสร้างพันธะของโมเลกุลแต่ละตัว ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่เกิดขึ้นใน "ช่วงที่มองเห็นได้" เนื่องจากกลไกการมองเห็นเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพันธะของโมเลกุลเดี่ยว ( ม่านตา ) ที่ดูดซับแสงในrhodopsinในม่านตาของตามนุษย์การสังเคราะห์แสงจะเป็นไปได้ในช่วงนี้เช่นกันด้วยเหตุผลที่คล้าย ๆ กันเนื่องจากโมเลกุลเดี่ยวของคลอโรฟิลล์มีความตื่นเต้นโดยโฟตอนเดียว สัตว์ที่ตรวจจับอินฟราเรดใช้ประโยชน์จากแพ็คเก็ตน้ำเล็ก ๆ ที่เปลี่ยนอุณหภูมิในขั้นตอนการระบายความร้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับโฟตอนจำนวนมากการตรวจจับอินฟราเรดในงู ) ด้วยเหตุผลนี้อินฟาเรดคลื่นไมโครเวฟและคลื่นวิทยุจึงทำให้โมเลกุลและเนื้อเยื่อทางชีวภาพเสียหายโดยการให้ความร้อนเป็นกลุ่ม แต่ไม่เกิดการกระตุ้นจากโฟตอนเดียวของรังสี
แสงที่มองเห็นสามารถส่งผลกระทบต่อโมเลกุลเพียงไม่กี่แห่งที่มีโฟตอนเดียว แต่โดยปกติแล้วจะไม่เกิดขึ้นอย่างถาวรหรือเป็นอันตรายในกรณีที่ไม่มีกำลังไฟสูงพอที่จะเพิ่มอุณหภูมิให้กับระดับความเสียหายได้ อย่างไรก็ตามในกระดาษทิชชูพืชที่สังเคราะห์แสงคาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่ในการดับความตื่นเต้นของคลอโรฟิลล์ที่ผลิตโดยแสงที่มองเห็นได้ในกระบวนการที่เรียกว่าการไม่ใช้สารเคมีที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อป้องกันปฏิกิริยาที่อาจขัดขวางการสังเคราะห์แสงในที่มีแสงสว่างสูง มีหลักฐาน จำกัด ระบุว่าบางออกซิเจนถูกสร้างขึ้นโดยแสงที่มองเห็นในผิวและที่เหล่านี้อาจมีบทบาทบางอย่างในแสงแดดในลักษณะเดียวกับอัลตราไวโอเลต
รังสีอัลตราไวโอเลต
ขณะที่ความถี่เพิ่มขึ้นเป็นรังสีอัลตราไวโอเลตโฟตอนนี้มีพลังงานเพียงพอ (ประมาณสามอิเล็กตรอนโวลต์หรือมากกว่า) เพื่อกระตุ้นให้โมเลกุลที่ถูกผูกมัดบางอย่างขึ้นในการจัดเรียงใหม่ของสารเคมีถาวร ในDNAทำให้เกิดความเสียหายอย่างถาวร ดีเอ็นเอยังได้รับความเสียหายทางอ้อมโดยปฏิกิริยาออกซิเจนชนิดที่ผลิตโดยรังสีอัลตราไวโอเลต (UVA) ซึ่งมีพลังงานต่ำเกินไปที่จะทำลายดีเอ็นเอได้โดยตรง นี่คือเหตุผลที่รังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่นทั้งหมดสามารถทำลายดีเอ็นเอและมีความสามารถในการก่อให้เกิดมะเร็งและ (สำหรับUVB) ผิวหนังไหม้ (แดดเผา) ที่เลวร้ายยิ่งกว่าจะเกิดขึ้นโดยความร้อนที่เรียบง่าย (อุณหภูมิเพิ่มขึ้น) ผลกระทบ สมบัติของการทำลายโมเลกุลที่ทำให้สัดส่วนความร้อนลดลงเป็นลักษณะของ EMR ทั้งหมดที่มีความถี่ในช่วงแสงที่มองเห็นได้และสูงกว่า คุณสมบัติ EMR ความถี่สูงเหล่านี้เป็นผลจากควอนตัมซึ่งจะทำลายวัสดุและเนื้อเยื่อในระดับโมเลกุลอย่างถาวร
ในตอนท้ายที่สูงขึ้นของช่วงอัลตราไวโอเลตพลังงานของโฟตอนจะมีขนาดใหญ่พอที่จะบอกพลังงานพอที่จะทำให้เกิดอิเล็กตรอนเพื่อพวกเขาจะได้รับการปลดปล่อยจากอะตอมในกระบวนการที่เรียกว่าphotoionisation พลังงานที่จำเป็นสำหรับการนี้มักจะมีขนาดใหญ่กว่าประมาณ 10 อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) ที่สอดคล้องกับความยาวคลื่นที่มีขนาดเล็กกว่า 124 นาโนเมตร (แหล่งข้อมูลบางแห่งแนะนำให้มีการตัดที่สมจริงมากขึ้นกว่า 33 eV ซึ่งเป็นพลังงานที่จำเป็นต่อการทำให้เป็นไอออนไนซ์) ช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีพลังงานสูงในช่วงไอออนไนซ์โดยประมาณนี้บางครั้งเรียกว่า "UV สุดขั้ว" ไอออนไนซ์รังสียูวีจะถูกกรองด้วยบรรยากาศของโลกอย่างมาก)
รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยโฟตอนที่ดำเนินการพลังงานขั้นต่ำไอออนไนซ์หรือมากกว่า (ซึ่งรวมถึงคลื่นความถี่ทั้งหมดที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า) ดังนั้นจะเรียกว่ารังสี (รังสีชนิดอื่น ๆ อีกหลายชนิดทำจากอนุภาคที่ไม่ใช่อนุภาค) รังสีไอออนแบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขยายจากรังสีอัลตราไวโอเลตสุดขีดไปสู่ความถี่สูงขึ้นและความยาวคลื่นที่สั้นลงซึ่งหมายความว่ารังสีเอกซ์และรังสีแกมมามีคุณสมบัติครบถ้วน เหล่านี้สามารถเกิดความเสียหายประเภทโมเลกุลได้มากที่สุดซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ในชีววิทยากับสิ่งมีชีวิตใด ๆ ของ Biomolecule รวมถึงการกลายพันธุ์และมะเร็งและมักจะอยู่ในระดับความลึกที่ลึกกว่าผิวตั้งแต่ปลายของสเปกตรัมรังสีเอกซ์และทั้งหมด ของสเปกตรัมรังสีแกมมาซึมเข้าไปในผิว
คลื่นคู่อนุภาค
บทความหลัก: คลื่น - อนุภาคคู่
ทฤษฎีสมัยใหม่ที่อธิบายถึงลักษณะของแสงรวมถึงแนวคิดเรื่องความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น โดยทั่วไปทฤษฎีระบุว่าทุกอย่างมีทั้งอนุภาคและธรรมชาติคลื่นและการทดลองต่างๆสามารถทำได้เพื่อนำออกมาหนึ่งหรืออื่น ๆ ลักษณะของอนุภาคสามารถมองเห็นได้ง่ายขึ้นโดยใช้วัตถุที่มีมวลมาก ข้อเสนอที่กล้าหาญโดย Louis de Broglie ในปีพ. ศ. 2467 นำชุมชนวิทยาศาสตร์ไปสู่การตระหนักว่า อิเล็กตรอน ยังแสดงความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น
คลื่นและอนุภาคของรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ผลการตรวจวัดการแผ่รังสีและการดูดกลืนแสงของรังสี EM ได้อธิบายถึงผลกระทบของคลื่นและอนุภาคอย่างครบถ้วน สาระสำคัญของสื่อที่แสงเดินทางกำหนดลักษณะของการดูดกลืนแสงและสเปกตรัมการปล่อย แถบเหล่านี้สอดคล้องกับระดับพลังงานที่อนุญาตในอะตอม แถบสีดำใน สเปกตรัมการดูดกลืนแสง เกิดจากอะตอมในสื่อแทรกแซงระหว่างแหล่งกำเนิดและผู้สังเกตการณ์ อะตอมจะดูดซับความถี่บางส่วนของแสงระหว่างอีซีแอลและเครื่องตรวจจับ / ดวงตาจากนั้นปล่อยออกมาในทุกทิศทาง แถบสีดำจะปรากฏขึ้นที่เครื่องตรวจจับเนื่องจากมีรังสีกระจายออกมาจากลำแสง ตัวอย่างเช่นแถบมืดในแสงที่ปล่อยออกมาจาก ดาว ไกลจะเกิดจากอะตอมในบรรยากาศของดาวฤกษ์ ปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นสำหรับ การปล่อย ซึ่งจะเห็นได้เมื่อก๊าซเรืองแสงเปล่งประกายเนื่องจากการกระตุ้นของอะตอมจากกลไกใด ๆ รวมทั้งความร้อน เมื่ออิเล็กตรอนลดระดับพลังงานลงสเปกตรัมจะถูกปล่อยออกมาซึ่งหมายถึงการกระโดดระหว่างระดับพลังงานของอิเล็กตรอน แต่จะเห็นเส้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากการแผ่รังสีอีกครั้งเกิดขึ้นเฉพาะที่พลังงานโดยเฉพาะหลังจากเกิดแรงกระตุ้น ตัวอย่างเช่น การแผ่รังสี ของ เนบิวลา อิเล็กตรอนเคลื่อนตัวเร็วที่สุดจะเร่งตัวขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อพบกับบริเวณแรงดังนั้นพวกเขาจึงมีหน้าที่ผลิตคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่สุดที่สังเกตได้ในธรรมชาติ
ปรากฏการณ์เหล่านี้สามารถช่วยในการหาค่าทางเคมีต่าง ๆ สำหรับองค์ประกอบของก๊าซที่จุดประกายจากด้านหลัง (absorption spectra) และสำหรับก๊าซเรืองแสง (spectra การแผ่รังสี) สเปคโตรสโคป (ตัวอย่าง) กำหนดว่า องค์ประกอบทางเคมีใด ประกอบด้วยดาวฤกษ์โดยเฉพาะ นอกจากนี้ยังใช้สเปคโตรเปิลในการกำหนดระยะทางของดาวโดยใช้การ เปลี่ยนสีแดง
ความเร็วในการขยายพันธุ์
บทความหลัก: ความเร็วแสง
เมื่อมีสาย (หรือวัตถุที่นำไฟฟ้าอื่น ๆ เช่น เสาอากาศ ) ดำเนินการ สลับกระแส รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแพร่กระจายที่ความถี่เดียวกันกับกระแสไฟฟ้า ในสถานการณ์เช่นนี้เป็นไปได้ที่จะระบุช่วงเวลาขั้วไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการแยกค่าใช้จ่ายเนื่องจากศักย์ไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้นและช่วงไดโพลนี้จะแกว่งไปมาในเวลาเมื่อค่าใช้จ่ายเคลื่อนที่ไปมา การสั่นนี้ที่ความถี่ที่กำหนดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กซึ่งจะทำให้รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้
ในระดับควอนตัมรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อ wavepacket ของอนุภาคมีประจุจะสั่นหรือเร่งความเร็ว อนุภาคที่ชาร์จไฟอยู่ใน สถานะหยุดนิ่ง ไม่เคลื่อนที่ แต่การซ้อนทับของสถานะดังกล่าวอาจส่งผลให้สถานะการเปลี่ยนสถานะมี ช่วงเวลา ที่เป็น ขั้วไฟฟ้า ที่แกว่งไปมาในเวลา ช่วงเวลาที่สั่นสะเทือนนี้เป็นตัวประกอบสำหรับปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงการแผ่รังสีระหว่างรัฐควอนตัมของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า รัฐดังกล่าวเกิดขึ้น (เช่น) ในอะตอมเมื่อโฟตอนถูกฉายออกมาขณะที่อะตอมเลื่อนจากสถานะนิ่งไปยังที่อื่น
ในฐานะที่เป็นคลื่นแสงมีลักษณะเป็นความเร็ว ( ความเร็วของแสง ) ความยาวคลื่น และ ความถี่ ในฐานะที่เป็นอนุภาคแสงเป็นกระแสของ โฟตอน แต่ละคนมีพลังงานที่เกี่ยวข้องกับความถี่ของคลื่นที่กำหนดโดยความสัมพันธ์ ของ Planck E = hf โดยที่ E คือพลังงานของโฟตอน h = 6.626 × 10 -34 J · s เป็น ค่าคงที่ของ Planck และ f คือความถี่ของคลื่น .
หนึ่งกฎจะเชื่อฟังไม่คำนึงถึงสถานการณ์: รังสี EM ในสูญญากาศการเดินทางที่ความเร็วของแสง , เมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์โดยไม่คำนึงถึงความเร็วของผู้สังเกตการณ์ (ข้อสังเกตนี้นำไปสู่การพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์)
ในตัวกลาง (นอกเหนือจากสุญญากาศ) พิจารณาปัจจัยความเร็วหรือดัชนีหักเหโดยขึ้นอยู่กับความถี่และการใช้งาน ทั้งสองแบบนี้เป็นอัตราส่วนของความเร็วในการหมุนของสื่อเพื่อเพิ่มความเร็วในสูญญากาศ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
บทความหลัก: ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
ในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้าความผิดปกติทางวิทยาศาสตร์ต่างๆไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีคลื่นง่ายๆ หนึ่งในความผิดปกติเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการโต้เถียงกับความเร็วของแสง ความเร็วของแสงและอื่น ๆ EMR ตามคำทำนายของสมการแมกซ์เวลไม่ปรากฏเว้นแต่สมมีการแก้ไขในทางที่ชี้ให้เห็นเป็นครั้งแรกโดยฟิตซ์เจอรัลด์และลอเรน (ดูประวัติศาสตร์ของสัมพัทธภาพพิเศษ ) หรืออื่น ๆ มิฉะนั้นความเร็วที่จะขึ้นอยู่กับความเร็วของผู้สังเกตการณ์เทียบกับ "กลาง" (เรียกว่าaater luminiferous) ซึ่งสมมุติว่า "ถือ" คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับอากาศจะมีคลื่นเสียง) การทดสอบล้มเหลวในการค้นหาผลสังเกตการณ์ใด ๆ ในปี ค.ศ. 1905 Einstein ได้เสนอว่าพื้นที่และเวลาที่ดูเหมือนจะเป็นหน่วยงานที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการกระจายแสงและกระบวนการอื่น ๆ ทั้งหมดและกฎหมาย การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นสาเหตุให้เกิดความมั่นคงของความเร็วของแสงและการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ทุกคนแม้กระทั่งการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์
Cr.Wikipedia : Electromagnetic radiation
Link : https://goo.gl/KwgN8S
