Шкала електромагнітних хвиль

Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль різних діапазонів частот.

1. Характеристика всіх видів електромагнітних хвиль

Понад сто років, фактично від початку XIX століття, тривало відкриття нових хвиль. Єдність хвиль було доведено теорією Максвелла. До нього багато хвиль розглядали як явища різної природи.

Розглянемо шкалу електромагнітних хвиль, що розділена на діапазони не лише за частотою, але й способом випромінювання.

1. Низькочастотні (від 0 до 3∙10³ Гц) — генерують електричні генератори.

2. Радіохвилі (від 3∙10⁴ до 3∙10¹² Гц) — генерують вібратори Герца, антени.

3. Інфрачервоні промені (від 3∙10¹¹ до 4∙10¹⁴ Гц) — генерують нагріті тіла.

4. Світлові хвилі (від 4∙10¹⁴ до 8∙10¹⁴ Гц) — генерують тіла, нагріті до порівняно високої температури, зокрема це лампи накалювання.

5. Ультрафіолетові промені (від 8∙10¹⁴ до 3∙10¹⁶ Гц) — генерують тіла, нагріті до високої температури — до 3000⁰С й вище (це насамперед Сонце); на Землі — дуговий розряд.

6. Рентгенівське випромінювання (від 3,7∙10¹⁵ до 3∙10²⁰ Гц) — генерується під час гальмування заряджених частинок в електричних полях.

7. Гамма-випромінювання (від 3∙10¹⁹ Гц і більше) — генерується під час розпаду атомів.

Суворих границь між окремими діапазонами електромагнітних хвиль немає. На межі діапазонів вид хвилі встановлюють за способом її випромінювання, тобто електромагнітна хвиля з однією й тією ж частотою може бути в тому або іншому випадку віднесена до різного виду хвиль. Наприклад, випромінювання з довжиною хвилі в 100 мкм може бути віднесене до радіохвиль або інфрачервоних хвиль. Виняток — видиме світло.

2. Шкала електромагнітних хвиль

Електромагнітні випромінювання істотно відрізняються за своїми властивостями, хоча й мають єдину фізичну природу. Всі види електромагнітного випромінювання тією чи іншою мірою проявляють хвильові властивості (інтерференцію, дифракцію, поляризацію) і квантові (корпускулярні) властивості.

Шкала електромагнітних хвиль — безперервна послідовність частот і довжин хвиль електромагнітних випромінювань, що являють собою змінне електромагнітне поле, яке поширюється в просторі.

Кількісні характеристики хвиль — довжина й частота — визначають їхню якість. Це є ілюстрацією закону діалектики про перехід кількісних змін у якісні.

Загальна закономірність шкали електромагнітних хвиль така:

у міру переходу від більш довгих хвиль (малих частот) до більш коротких (великих частот) хвильові властивості електромагнітного випромінювання проявляються слабше, а квантові властивості —сильніше.

Необхідно мати на увазі, що межі між сусідніми діапазонами є умовними й не різкими, а зміни властивостей випромінювання залежно від довжини хвилі відбуваються поступово й плавно. Але відмінності, наприклад, між радіохвилями й рентгенівським випромінюванням гігантські. І тут немає нічого дивного — довжини хвиль відрізняються в 10 000 разів.