Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία vs Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι δύο έννοιες που χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρομαγνητική θεωρία. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε ξεκάθαρη κατανόηση αυτών των φαινομένων προκειμένου να διαπρέψουμε σε τέτοιους τομείς. Αυτό το άρθρο θα καλύψει τους ορισμούς, τις ομοιότητες και τις διαφορές της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ευρύτερα γνωστή ως ακτινοβολία EM, προτάθηκε για πρώτη φορά από τον James Clerk Maxwell. Αυτό επιβεβαιώθηκε αργότερα από τον Heinrich Hertz, ο οποίος παρήγαγε με επιτυχία το πρώτο κύμα EM. Ο Maxwell εξήγαγε την κυματομορφή για τα ηλεκτρικά και μαγνητικά κύματα και προέβλεψε με επιτυχία την ταχύτητα αυτών των κυμάτων. Δεδομένου ότι αυτή η ταχύτητα κύματος είναι ίση με την πειραματική τιμή της ταχύτητας του φωτός, ο Maxwell πρότεινε ότι το φως είναι μια μορφή κυμάτων ΗΜ. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν και ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο που ταλαντώνονται κάθετα μεταξύ τους και κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος. Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν την ίδια ταχύτητα στο κενό. Η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος καθορίζει την ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτό. Αργότερα αποδείχθηκε χρησιμοποιώντας την κβαντομηχανική ότι αυτά τα κύματα, στην πραγματικότητα, είναι πακέτα κυμάτων. Η ενέργεια αυτού του πακέτου εξαρτάται από τη συχνότητα του κύματος. Αυτό άνοιξε το πεδίο της δυαδικότητας κύματος-σωματιδίου της ύλης. Τώρα μπορεί να φανεί ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να θεωρηθεί ως κύματα και σωματίδια. Ένα αντικείμενο, το οποίο βρίσκεται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν, θα εκπέμπει ΗΜ κύματα κάθε μήκους κύματος. Η ενέργεια, που είναι ο μέγιστος αριθμός φωτονίων που εκπέμπονται, εξαρτάται από τη θερμοκρασία του σώματος.
Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξινομούνται σε διάφορες περιοχές ανάλογα με την ενέργειά τους. Ακτίνες Χ, υπεριώδεις, υπέρυθρες, ορατά, ραδιοκύματα είναι λίγα από αυτά. Όλα όσα βλέπουμε φαίνονται λόγω της ορατής περιοχής του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Το φάσμα είναι μια γραφική παράσταση της έντασης σε σχέση με την ενέργεια των ηλεκτρομαγνητικών ακτίνων. Η ενέργεια μπορεί επίσης να αναπαρασταθεί σε μήκος κύματος ή συχνότητα. Συνεχές φάσμα είναι ένα φάσμα στο οποίο όλα τα μήκη κύματος της επιλεγμένης περιοχής έχουν εντάσεις. Το τέλειο λευκό φως είναι ένα συνεχές φάσμα πάνω από την ορατή περιοχή. Πρέπει να σημειωθεί ότι, στην πράξη, είναι σχεδόν αδύνατο να ληφθεί ένα τέλειο συνεχές φάσμα. Φάσμα απορρόφησης είναι το φάσμα που λαμβάνεται μετά την αποστολή ενός συνεχούς φάσματος μέσω κάποιου υλικού. Φάσμα εκπομπής είναι το φάσμα που λαμβάνεται μετά την αφαίρεση του συνεχούς φάσματος από το φάσμα απορρόφησης μετά τη διέγερση των ηλεκτρονίων. Το φάσμα απορρόφησης και το φάσμα εκπομπής είναι εξαιρετικά χρήσιμα για την εύρεση χημικών συνθέσεων υλικών. Το φάσμα απορρόφησης ή εκπομπής μιας ουσίας είναι μοναδικό για την ουσία.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας και του Ηλεκτρομαγνητικού Φάσματος;
• Η ακτινοβολία EM είναι ένα φαινόμενο που προκαλείται λόγω αλληλεπιδράσεων μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων.
• Το φάσμα EM είναι μια ποσοτική μέθοδος που χρησιμοποιείται για την περιγραφή της ακτινοβολίας ΗΜ.
• Η ακτινοβολία ΗΜ είναι μια ποιοτική έννοια, ενώ το φάσμα ΗΜ είναι μια ποσοτική μέτρηση.
• Η έννοια της ακτινοβολίας ΗΜ από μόνη της είναι άχρηστη. Το φάσμα EM έχει πολλές εφαρμογές και χρήσεις.
