Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Електромагнітний спектр


Spectre.svg

План:


Введення

Spectre.svg

Електромагнітний спектр - спектр електромагнітного випромінювання.

Довжина хвилі - Частота - Енергія фотона

Як спектральної характеристики електромагнітного випромінювання використовують такі величини :

Енергія фотона, згідно квантової механіки, пропорційна частоті: E = h ν , Де h - постійна Планка, Е - енергія, ν - Частота. Довжина електромагнітної хвилі в вакуумі обернено пропорційна частоті і виражається через швидкість світла : \ Nu \, \ lambda \, = \, c . Говорячи про довжину електромагнітних хвиль в середовищі, зазвичай мають на увазі еквівалентну величину довжини хвилі в вакуумі, яка відрізняється на коефіцієнт заломлення, оскільки частота хвилі при переході з одного середовища в іншу зберігається, а довжина хвилі - змінюється.


У верхній частині шкали наводяться значення енергії (в електронвольт). Частоти, зазначені в нижній частині шкали, виражені в герцах, а також в кратних одиницях: кГц = 1000 Гц, МГц = 1000 кГц = 1000000 Гц, ГГц = 1000 МГц = 10 9 Гц, ТГц = 1000 ГГц = 10 12 Гц.

Шкала частот (довжин хвиль, енергій) є безперервною, але традиційно розбита на ряд діапазонів. Сусідні діапазони можуть трохи перекриватися.

2. Основні електромагнітні діапазони

2.1. γ-випромінювання

Гамма-промені мають енергію вище 124 000 еВ і довжину хвилі менше 0,01 нм = 0,1 .

Джерела: космос, ядерні реакції, радіоактивний розпад, синхротронне випромінювання.

Прозорість речовини для гамма-променів, на відміну від видимого світла, залежить не від хімічної форми і агрегатного стану речовини, а в основному від заряду ядер, що входять до складу речовини, і від енергії гамма-квантів. Тому поглинаючу здатність шару речовини для гамма-квантів у першому наближенні можна охарактеризувати його поверхневою щільністю (в г / см ). Дзеркал та лінз для γ-променів не існує.

Різкій нижньої межі для гамма-випромінювання не існує, проте зазвичай вважається, що гамма-кванти випромінюються ядром, а рентгенівські кванти - електронною оболонкою атома (це лише термінологічне розходження, не зачіпає фізичних властивостей випромінювання).


2.2. Рентгенівське випромінювання

  • від 0,1 нм = 1 (12400 еВ) до 0,01 нм = 0,1 (124000 еВ) - жорстке рентгенівське випромінювання. Джерела: деякі ядерні реакції, електронно-променеві трубки.
  • від 10 нм (124 еВ) до 0,1 нм = 1 (12400 еВ) - м'яке рентгенівське випромінювання. Джерела: електронно-променеві трубки, теплове випромінювання плазми.

Рентгенівські кванти випромінюються в основному при переходах електронів в електронній оболонці важких атомів на низьколежачих орбіти. Вакансії на низьколежачих орбітах створюються зазвичай електронним ударом. Рентгенівське випромінювання, створене таким чином, має лінійчатий спектр з частотами, характерними для даного атома (див. характеристичне випромінювання); це дозволяє, зокрема, дослідити склад речовин ( рентгено-флюоресцентний аналіз). Теплове, гальмівне і синхротронне рентгенівське випромінювання має безперервний спектр.

В рентгенівських променях спостерігається дифракція на кристалічних решітках, оскільки довжини електромагнітних хвиль на цих частотах близькі до періодів кристалічних граток. На цьому заснований метод рентгено-дифракційного аналізу.


2.3. Ультрафіолетове випромінювання

Діапазон: Від 400 нм (3,10 еВ) до 10 нм (124 еВ)

Найменування Абревіатура Довжина хвилі в нанометрах Кількість енергії на фотон
Близький NUV 400 - 300 3,10 - 4,13 еВ
Середній MUV 300 - 200 4,13 - 6,20 еВ
Далекий FUV 200 - 122 6,20 - 10,2 еВ
Екстремальний EUV, XUV 121 - 10 10,2 - 124 еВ
Вакуумний VUV 200 - 10 6,20 - 124 еВ
Ультрафіолет А, довгохвильової діапазон, Чорний світло UVA 400 - 315 3,10 - 3,94 еВ
Ультрафіолет B (середній діапазон) UVB 315 - 280 3,94 - 4,43 еВ
Ультрафіолет С, короткохвильового, герміцідний діапазон UVC 280 - 100 4,43 - 12,4 еВ

2.4. Оптичне випромінювання

Випромінювання оптичного діапазону ( видиме світло і ближнє інфрачервоне випромінювання) вільно проходить крізь атмосферу, може бути легко відображено і заломлюючись в оптичних системах. Джерела: теплове випромінювання (в тому числі Сонця), флюоресценція, хімічні реакції, світлодіоди.

Кольори видимого випромінювання, відповідні монохроматичному випромінюванню, називаються спектральними. Спектр і спектральні кольори можна побачити при проходженні вузького світлового променя через призму або яку-небудь іншу заломлюючу середовище. Традиційно, видимий спектр ділиться, у свою чергу, на діапазони кольорів:

Колір Діапазон довжин хвиль, нм Діапазон частот, ТГц Діапазон енергії фотонів, еВ
Фіолетовий 380-440 790-680 2,82-3,26
Синій 440-485 680-620 2,56-2,82
Блакитний 485-500 620-600 2,48-2,56
Зелений 500-565 600-530 2,19-2,48
Жовтий 565-590 530-510 2,10-2,19
Помаранчевий 590-625 510-480 1,98-2,10
Червоний 625-740 480-405 1,68-1,98


Ближнє інфрачервоне випромінювання займає діапазон від 207 ТГц (0,857 еВ) до 405 ТГц (1,68 еВ). Верхня межа визначається здатністю людського ока до сприйняття червоного світла, різної в різних людей. Як правило, прозорість в ближньому інфрачервоному випромінюванні відповідає прозорості у видимому світлі.


2.5. Інфрачервоне випромінювання

Діапазон: від 2000 мкм (1,5 ТГц) до 740 нм (405 ТГц).

2.6. Електромагнітне випромінювання терагерцевому

Терагерцова випромінювання Терагерцова (субміліметровому) випромінювання розташоване між інфрачервоним випромінюванням і мікрохвилями, в діапазоні від 1 мм (300 ГГц) до 0,1 мм (3 ТГц).

2.7. Електромагнітні мікро-і радіохвилі

Для електромагнітних хвиль з частотою нижче 300 ГГц існують досить монохроматічни джерела, випромінювання яких придатне для амплітудної і частотної модуляції. Тому, розподіл частот в цій області завжди має на увазі завдання передачі сигналів.

На відміну від оптичного діапазону, дослідження спектра в радіодіапазоні проводиться не фізичним поділом хвиль, а методами обробки сигналів.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Електромагнітний потенціал
Електромагнітний імпульс
Спектр-РГ
Спектр поглинання
Емісійний спектр
Спектр кільця
Спектр мас
Енергетичний спектр
© Усі права захищені
написати до нас