Promieniowanie elektromagnetyczne a widmo elektromagnetyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne i widmo elektromagnetyczne to dwa szeroko stosowane pojęcia w teorii elektromagnetycznej. Niezbędne jest dokładne zrozumienie tych zjawisk, aby osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule zostaną omówione definicje, podobieństwa i różnice promieniowania elektromagnetycznego oraz widma elektromagnetycznego.
Promieniowanie elektromagnetyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne, bardziej znane jako promieniowanie EM, zostało po raz pierwszy zaproponowane przez Jamesa Clerka Maxwella. Zostało to później potwierdzone przez Heinricha Hertza, który z powodzeniem wyprodukował pierwszą falę EM. Maxwell wyprowadził kształt fali dla fal elektrycznych i magnetycznych i pomyślnie przewidział prędkość tych fal. Ponieważ ta prędkość fali jest równa eksperymentalnej wartości prędkości światła, Maxwell zaproponował, że światło jest formą fal EM. Fale elektromagnetyczne mają zarówno pole elektryczne, jak i pole magnetyczne oscylujące prostopadle do siebie i prostopadle do kierunku propagacji fali. Wszystkie fale elektromagnetyczne mają tę samą prędkość w próżni. Częstotliwość fali elektromagnetycznej decyduje o zmagazynowanej w niej energii. Później za pomocą mechaniki kwantowej wykazano, że fale te w rzeczywistości są pakietami fal. Energia tego pakietu zależy od częstotliwości fali. To otworzyło pole dualizmu falowo-cząsteczkowego materii. Teraz widać, że promieniowanie elektromagnetyczne można traktować jako fale i cząstki. Obiekt umieszczony w dowolnej temperaturze powyżej zera absolutnego będzie emitował fale EM o każdej długości fali. Energia, czyli maksymalna ilość emitowanych fotonów, zależy od temperatury ciała.
Widmo elektromagnetyczne
Fale elektromagnetyczne są podzielone na kilka regionów w zależności od ich energii. Promienie rentgenowskie, ultrafioletowe, podczerwone, widzialne, fale radiowe to tylko niektóre z nich. Wszystko, co widzimy, jest widoczne dzięki widocznemu obszarowi widma elektromagnetycznego. Widmo to wykres intensywności w funkcji energii promieni elektromagnetycznych. Energia może być również reprezentowana w długości fali lub częstotliwości. Widmo ciągłe to widmo, w którym wszystkie długości fal wybranego regionu mają intensywności. Idealne białe światło to ciągłe widmo w widzialnym obszarze. Należy zauważyć, że w praktyce uzyskanie idealnego widma ciągłego jest praktycznie niemożliwe. Widmo absorpcyjne to widmo otrzymywane po przesłaniu ciągłego widma przez jakiś materiał. Widmo emisyjne to widmo uzyskane po usunięciu widma ciągłego z widma absorpcyjnego po wzbudzeniu elektronów. Widmo absorpcyjne i emisyjne są niezwykle przydatne w określaniu składu chemicznego materiałów. Widmo absorpcji lub emisji substancji jest unikalne dla substancji.
Jaka jest różnica między promieniowaniem elektromagnetycznym a widmem elektromagnetycznym?
• Promieniowanie EM jest efektem interakcji między polami elektrycznymi i magnetycznymi.
• Widmo EM to metoda ilościowa używana do opisu promieniowania EM.
• Promieniowanie EM jest koncepcją jakościową, podczas gdy widmo EM jest pomiarem ilościowym.
• Sama koncepcja promieniowania EM jest bezużyteczna. Widmo EM ma wiele zastosowań i zastosowań.
