Elektromágneses sugárzás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
(Elektromágneses hullám szócikkből átirányítva)

Az elektromágneses sugárzás egymásra merőlegesen haladó oszcilláló elektromos és mágneses tér, mely a térben hullám formájában fénysebességgel terjed energiát és impulzust szállítva. Részecskéi (kvantumai) a fotonok. A 380 nm és 780 nm közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás az emberi szem számára is látható, emiatt látható fénynek nevezik. Az összes elektromágneses sugárzás elrendezhető frekvencia (hullámhossz, energia) szerint, ekkor kapjuk az elektromágneses spektrumot. Az elektromágneses sugárzás fizikáját az elektrodinamika írja le.

Megismerésének története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az elektromágneses hullámok elméletét James Clerk Maxwell (1831 – 1878) skót fizikus dolgozta ki 1873-ban. A „Tanulmány az elektromos és mágneses térről” című munkájában közzétett Maxwell-egyenletek megjósolták az elektromágneses hullámok létezését. Az elmélet magában foglalta a nagyon rövid ill. nagyon hosszú hullámhosszak létezését, az elektromágneses hullámoknak nincs felső ill. alsó hullámhosszhatára. Ezzel a feltételezéssel Maxwell olyan elektromágneses sugárzások létére következtetett, amelyeket csak a halála után fedeztek fel. A Maxwell-egyenletek helyességét Heinrich Hertz bizonyította be a szikragenerátorral végzett kísérletei alapján.

William Herschel (17381822) német csillagász észrevette, hogy a kísérleteiben használt fényforrás hőmérséklet-változást idéz elő. Ezzel felfedezte az infravörös (angol rövidítéssel: IR, azaz „infrared”) hősugarakat. (Egy villanykörte a sugárzásának 90%-át ebben a tartományban bocsátja ki.)

Johann Ritter (17761829) 1801-ben kémiai vizsgálatok alapján arra a következtetésre jutott, hogy a (látható) kék hullámhosszú fény frekvenciájánál létezik nagyobb frekvencia, amely atomi szinten hat; ezzel felfedezte az ultraibolya (UV = ultraviola) sugárzást.

Az elektromágneses spektrum tartományaiból a földi légkör csak a látható fényt és a hozzá csatlakozó hullámhossznak kis részét, a közepes és termális infravörös 3-5 μm és a 8-15 μm hullámhossztartományaiba eső sugárzást, valamint az 1 mm – 20 m hullámhosszú rádiósugárzást engedi át. Ennek a tartománynak a kiaknázására született meg a rádiócsillagászat.

Az elektromágneses spektrum[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

EM Spectrum Properties edit hu.svg

Elnevezés ITU rövidítés ITU elnevezés Hullámhossz Frekvencia Foton-energia elektronvolt Előállítás Műszaki felhasználás
extrém alacsony frekvencia ELF Extremely Low Frequency 100 000 km - 10 000 km 3 - 30 Hz természetes eredetű rádiósugárzás meteorológia
szuper alacsony frekvencia SLF Super Low Frequency 10 000 km - 1000 km 30 - 300 Hz természetes eredetű rádiósugárzás meteorológia
ultra alacsony frekvencia ULF Ultra Low Frequency 1000 km - 100 km 300 - 3000 Hz
nagyon alacsony frekvencia VLF Very Low Frequency 100 km - 10 km 3 - 30 kHz
Hosszúhullám LF Low Frequency 10 km - 1 km 30-300 kHz > 6,6 · 10−30 J > 41 peV   hosszúhullámú rádió
Középhullám MF Medium Frequency 1 km - 100 m 300 - 3000 kHz > 4,3 · 10−28 J > 2,7 neV   középhullámú rádió
Rövidhullám HF High Frequency 100 m - 10 m 3-30 MHz > 1,1 · 10−27 J > 6,9 neV   rövidhullámú rádió
Ultrarövidhullám (URH) VHF Very High Frequency 10 m - 1 m 30-300 MHz > 2,0 · 10−26 J > 120 neV   rádió, tévé, radar, mágnesrezonanciás-tomográfia
Deciméteres hullám UHF Ultra High frequency 1 m - 10 cm 300-3000 MHz > 2,0 · 10−25 J > 1,2 µeV   mágnesrezonancia-tomográfia, mobiltelefon, tévé
Centiméteres hullám SHF Super High Frequency 10 cm - 1 cm 3–30 GHz > 2,0 · 10−24 J > 12 µeV   rádiócsillagászat, távközlés, műholdas televízióadás
Milliméteres hullám EHF Extremely High Frequency 1 cm - 1 mm 30–300 GHz > 2,0 · 10−23 J > 120 µeV   rádiócsillagászat, távközlés, orvostudomány
Mikrohullám ' ' 30 cm - 300 µm 1 GHz – 1 THz > 6,6 · 10−25 J > 4,1 µeV magnetron, klisztron, mézer mikrohullámú sütő, radar
Terahertzes sugárzás ' ' 3 mm - 30 µm 0,1 THz – 10 THz > 6,6 · 10−23 J > 0,4 meV szinkrotron, infravörös lézer,

FEL (szabadelektron-lézer)

rádiócsillagászat, spektroszkópia, képalkotó eljárások
Infravörös sugárzás (IR)
(hősugárzás)
' ' < 1,0 mm > 300 GHz Feketetest-sugárzás, lézerdióda, szinkrotron IR-spektroszkópia
Távoli infravörös ' ' < 1,0 mm > 300 GHz > 2,0 · 10−22 J > 1,2 meV    
Közepes infravörös ' ' < 50 µm > 6,00 THz > 4,0 · 10−21 J > 25 meV Szén-dioxid-lézer  
Közeli infravörös ' ' < 2,5 µm > 120 THz > 8,0 · 10−20 J > 500 meV Nd:YAG-lézer távközlés, adatátvitel (IRDA)
Fény ' ' 780 nm - 380 nm 384 THz - 789 THz > 2,6 · 10−19 J > 1,6 eV fekete test (izzó),
gázkisülés (fénycső), lézerdióda, festéklézer, szinkrotron
világítás, színmérés, fényességmérés
' ' Vörös 780 nm - 640 nm 384 – 468 THz     hélium-neon lézer DVD, CD
' ' Narancs 640 nm - 600 nm 468 – 500 THz        
' ' Sárga 600 nm - 570 nm 500 – 526 THz        
' ' Zöld 570 nm - 490 nm 526 – 612  THz        
' ' Kék 490 nm - 430 nm 612 – 697 THz        
' ' Ibolya 430 nm - 380 nm 697 – 789 THz       Blu-ray disc
Ultraibolya sugárzás (UV) ' ' < 380 nm > 789  THz > 5,2 · 10−19 J > 3,3 eV   fertőtlenítés, UV-fény, spektroszkópia
Lágy UV-sugárzás ' ' < 380 nm > 789  THz > 5,2 · 10−19 J > 3,3 eV fénycső, szinkrotron, excimerlézer fluoreszcencia, foszforeszcencia, pénzérmék eredetiségvizsgálata, fotolitográfia
Kemény UV-sugárzás ' ' < 200 nm > 1,5 PHz > 2,0 · 10−19 J > 6,2 eV fénycső, szinkrotron, excimerlézer  
EUV ' ' 13,5 nm 30 PHz 2,0 · 10−17 J 90 eV szinkrotron EUV-litográfia
XUV ' ' 1 – 50 nm 300 PHz – 1 PHz 2,0 · 10−16 – 5,0 · 10−18 J 20 – 1000 eV XUV- és EUV-források; XUV-csövek, szinkrotron EUV-litográfia, röntgen-mikroszkópia, nanoszkópia
Röntgensugárzás ' ' < 1 nm > 300 PHz > 2,0 · 10−16 J > 1 keV Röntgencső orvosi diagnosztika, biztonságtechnika, Röntgen-szerkezetanalízis, Röntgendiffrakció
Gamma-sugárzás ' ' < 10 pm > 30 EHz > 2,0 · 10−14 J > 120 keV radioaktivitás, szupernóvák, pulzárok, kvazárok  

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Elektromagnetisches_Spektrum című német Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.