ספקטרום הגלים האלקטרומגנטיים ויתרונותיהם

גל אלקטרומגנטי הוא גל שיכול להתפשט ללא צורך במדיום והוא גל רוחבי.

לעתים קרובות אנו מחממים אוכל באמצעות מיקרוגל. מבלי שנבין זאת אנו משתמשים במונח מיקרוגל שמשמעותו גלים קטנים. משמעות הדבר היא כי מכונה זו משתמשת בחימום עם גלים קטנים.

גלים אלה כוללים גלים אלקטרומגנטיים בהם משתמשים בני אדם לדברים שונים. בהזדמנות זו נציג את ספקטרום הגלים האלקטרומגנטיים ותפקידיהם.

בעבר, ההגדרה של גלים אלקטרומגנטיים הייתה כדלקמן.

"גלים אלקטרומגנטיים הם גלים שיכולים להתפשט ללא צורך במדיום והם גלים רוחביים."

גלים רוחביים הם גלים נעים שתנודותיהם ניצבות לכיוון הגל או נתיב התפשטות.

בגלים אלקטרומגנטיים השדה החשמלי מאונך תמיד לכיוון השדה המגנטי ושניהם בניצב לכיוון התפשטות הגל. גלים אלקטרומגנטיים הם גלי שדה, ולא גלים מכניים (חומר).

גלים אלקטרומגנטיים שהתגלו על ידי היינריך הרץ. לאחר מכן, אנרגיה אלקטרומגנטית מתפשטת בגלים דרך מספר תווים כגון אורך גל, משרעת, תדר ומהירות.

אנרגיה אלקטרומגנטית נפלטת או משוחררת ברמות שונות. ככל שרמת האנרגיה במקור אנרגיה גבוהה יותר, כך אורך הגל של האנרגיה המיוצרת נמוך יותר אך התדירות גבוהה יותר.

לפיכך, המאפיינים הרלוונטיים של גלים אלקטרומגנטיים הם:

• אינו דורש אמצעי הפצה
• כולל גלים רוחביים ובעלי אותם תכונות כמו גלים רוחביים
• זה לא נושא מסה, הוא נושא אנרגיה
• האנרגיה הנישאת פרופורציונאלית לתדר הגל
• השדה החשמלי (E) תמיד ניצב לשדה המגנטי (B) ונמצא בשלב
• שיהיה לך מומנטום
• מחולק למספר סוגים בהתאם לתדירות (או אורך הגל)

בהתבסס על המאפיינים של האחרונים ניתן לחלק גלים אלקטרומגנטיים למספר סוגים בהתאם לספקטרום הגלים האלקטרומגנטיים.

הספקטרום האלקטרומגנטי הוא טווח הקרינה האלקטרומגנטית המתוארת במונחים של אורך גל, תדר או עוצמה לכל פוטון. שקול את התמונה הבאה המציגה את סוגי הגלים לפי הספקטרום.

ספקטרום הגלים האלקטרומגנטי מורכב מגלי רדיו, מיקרוגל, קרני אינפרא אדום, אור גלוי, קרני אולטרה סגול, צילומי רנטגן וקרני גמא.

רצף זה מציין (משמאל לימין) שככל שהתדר גדול יותר ואורך הגל קצר יותר, מכיוון שהתדר ואורך הגל הם ביחס הפוך.

תוכן עניינים

• פונקציית ספקטרום הגלים האלקטרומגנטית ביום
• 1. גלי רדיו
• 2. מיקרוגל
• 3. גלי אינפרא אדום
• 4. גלי אור גלויים
• 5. גלים אולטרה סגולים
• 6. גלי רנטגן
• 7. גלי גמא

פונקציית ספקטרום הגלים האלקטרומגנטית ביום

1. גלי רדיו

אורך גל זה הוא כ 103 מטר בתדירות של כ 104 הרץ. מקור הגלים הללו נובע ממעגל מתנד אלקטרוני רוטט. מעגל המתנד מורכב מנגד (R), משרן (L) וקבל (C).

ספקטרום גלי הרדיו משמש את בני האדם לטכנולוגיית רדיו, טלוויזיה וטלפון. בנוסף, גלי הרדיו משמשים את הרדאר כדי לספר את מיקומם של עצמים מעל פני האדמה.

גלי רדיו משמשים גם לצילומי לוויין לכדור הארץ ליצירת מפות תלת מימד.

2. מיקרוגל

אורך גל זה הוא כ- 10-2 מטר בתדירות של כ- 108 הרץ. גל זה נוצר על ידי צינור קליסטרון, השימוש בו כמוליך אנרגיית חום.

כאשר מיקרוגל נספג על ידי אובייקט, אפקט חימום יופיע על האובייקט.

לדוגמא משתמשים במיקרוגלמיקרוגל (תנור) ובמטוסי מכ"ם. לאחר מכן, כדי לנתח מבנים אוטומטיים ומולקולריים, ניתן להשתמש בו למדידת עומק הים, לסדרת הטלוויזיה.

3. גלי אינפרא אדום

אורך גל זה הוא כ- 10-5 מטר בתדירות של כ- 1012 הרץ. המקור העיקרי לקרינת אינפרא אדום הוא הקרינה התרמית הנפלטת מכל העצמים החמים.

כאשר מחממים אובייקט, האטומים והמולקולות המרכיבות אותו מקבלים אנרגיית חום ורוטטים במשרעת גדולה יותר.

אנרגיה משוחררת על ידי אטומים ומולקולות רוטטות בצורה של קרינת אינפרא אדום. ככל שהטמפרטורה של האובייקט גבוהה יותר, כך האטומים והמולקולות רוטטות וקרינת האינפרא-אדום היא מייצרת יותר.

דוגמאות לשימוש בגלים אלה הם עבור שלטים לטלוויזיה והעברת נתונים בטלפונים ניידים. בנוסף, לפיזיותרפיה, לריפוי צנית, למיפוי צילומי משאבי טבע, איתור צמחים הגדלים על האדמה ולאבחון מחלות.

4. גלי אור גלויים

הספקטרום הזה הוא בצורה של אור שניתן ללכוד ישירות על ידי העין האנושית. אורך גל זה הוא 0.5 × 10-6 מטר בתדר של 1015 הרץ.

לדוגמא, שימוש בלייזרים בסיבים אופטיים ברפואה ובטלקומוניקציה.

גל האור הגלוי עצמו מורכב משבעה סוגים הנקראים צבעים. אם הוזמן מהתדר הגבוה ביותר, הוא אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול.

5. גלים אולטרה סגולים

אורכי גלי UV הם 10-8 מטרים בתדירות של 1016 הרץ. מקורם של גלים אלה מהשמש ויכול להיווצר גם על ידי מעבר של אלקטרונים במסלולים אטומיים, קשתות פחמן ומנורות כספית.

אור אולטרה סגול נמצא בשימוש נרחב בחיי היומיום, למשל כדי להרוג חיידקים בטיהור מים, שימוש במנורות UV ולניתוחי עיניים של לסיק.

בנוסף, עזרה בצמיחת ויטמין D בבני אדם ובציוד מיוחד עלולה להרוג חיידקים.

6. גלי רנטגן

אורך הגל הזה הוא 10-10 מטר ויש לו תדר של 1018 הרץ.

לקרני הרנטגן אורך גל קצר מאוד ותדירות גבוהה, הם יכולים לחדור בקלות לחומרים רבים הניתנים לחדירה על ידי גלי אור בעלי תדרים נמוכים יותר הנספגים בחומר.

גלי רנטגן מכונים לעתים קרובות צילומי רנטגן, מכיוון שגלים אלה נמצאים בשימוש נרחב לצילומי רנטגן בבתי חולים.

בנוסף, משתמשים בו גם בשדות תעופה של חברות תעופה כדי לראות את תכולת תיקי הנוסעים והמזוודות מבלי לפתוח אותם כדי שתהליך התור יוכל להתקיים במהירות.

7.גלי גמא

אורך גל זה הוא 10-12 מטר בתדירות של 1020 הרץ. כתוצאה מאירוע ריקבון רדיואקטיבי או מגרעין אטומי לא יציב. גל זה יכול לחדור לצלחות ברזל.

דוגמה לשימוש בקרני גמא לעיקור ציוד רפואי. קרני גמא נמצאות בשימוש נרחב גם בתהליך הקרנות בטיפול בסרטן וגידולים.

בנוסף, ניתן להשתמש בקרני גמא ליצירת רדיואיזוטופים וכן להבנת מבני מתכת, ולהפחתת אוכלוסיות של מזיקים צמחיים (חרקים).

גלים אלקטרומגנטיים שימושיים מאוד שיעזרו לבני אדם ביתר קלות. עם זאת, זה יכול גם להזיק לבני אדם אם משתמשים בו בצורה בלתי הולמת.

לפיכך, עלינו להיות חכמים להשתמש בו. אני מקווה שההסבר לעיל יכול להיות שימושי. תודה.