Κεφάλαιο 2 | Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία
Στο παραπάνω σχήμα φαίνεται ότι η γαλάζια περιοχή του ορατού φάσματος έχει μικρότερο μήκος κύματος από την κόκκινη και άρα μεγαλύτερη συχνότητα. Άρα οι αστέρες που φαίνονται γαλάζιοι εκπέμπουν μεγαλύτερο ποσοστό φωτονίων υψηλής ενέργειας και άρα θα βρίσκονται σε υψηλότερη θερμοκρασία από τους αστέρες που φαίνονται κόκκινοι.
1. Τι ονομάζουμε "αστρονομικά παράθυρα";
Το φαινόμενο που στην καθημερινή μας ζωή ονομάζουμε φως δεν είναι παράένα μικρό κομμάτι του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (του συνόλου τωνσυχνοτήτων των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων). Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναιδιαφορετικό από τα κύματα που αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινή μας ζωή, (όπως τα κύματα της θάλασσας, στα οποία τα μόρια του νερού εκτελούν μιακατακόρυφη παλινδρομική κίνηση). Σε αντίθεση με τα κύματα αυτά, στηνπερίπτωση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, δεν ταλαντώνεται ένα υλικό σώμααλλά οι εντάσεις του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου, καθώς αυτάδιαδίδονται στο χώρο. Η ένταση ενός πεδίου δεν είναι παρά η περιγραφή μιαςιδιότητας του χώρου. Επομένως ταλαντώνονται οι ιδιότητες του χώρουανεξάρτητα από την παρουσία ή την απουσία μάζας. Συνεπώς ταηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να διαδίδονται στο κενό. Τοηλεκτρομαγνητικό φάσμα χωρίζεται στις εξής περιοχές: στα ραδιοφωνικάκύματα, τα οποία έχουν τη μικρότερη συχνότητα άρα και το μεγαλύτερο μήκοςκύματος και τη μικρότερη ενέργεια. Καθώς η συχνότητα αυξάνεται ακολουθούντα μικροκύματα και μετά από αυτά η υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία κυρίωςμας ζεσταίνει (θερμικά αποτελέσματα). Αν μελετήσουμε κύματα μεγαλύτερηςενέργειας φθάνουμε στην περιοχή του ορατού φωτός. Το ορατό φωςπεριορίζεται σε μια πολύ μικρή περιοχή συχνοτήτων του ηλεκτρομαγνητικούφάσματος. Μεγαλύτερη συχνότητα από το ορατό φως έχουν η υπεριώδηςακτινοβολία, οι ακτίνες Χ και τελικά τη μεγαλύτερη συχνότητα και ενέργεια καιτο μικρότερο μήκος κύματος έχει η ακτινοβολία γ. Και οι τρεις αυτές περιοχέςτου ηλεκτρομαγνητικού φάσματος είναι βλαβερές για τους ζωικούς ιστούς. Τημεγαλύτερη βλάβη προκαλούν οι ακτίνες γ. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουντεράστιες εφαρμογές στην καθημερινή ζωή. Τα χρησιμοποιούμε για τη μεταφοράπληροφορίας στις τηλεπικοινωνίες, στην ιατρική για την απεικόνιση τουανθρώπινου σώματος στη διάγνωση σοβαρών ασθενειών και σε μερικέςπεριπτώσεις και στη θεραπεία τους. Σημαντική είναι επίσης και η χρήση τους γιαψυχαγωγικούς σκοπούς, καθώς χωρίς αυτά η τηλεόραση και το ραδιόφωνο θαήταν απλά ένα όνειρο.
Εφαρμογές των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην καθημερινή ζωή: το ραντάρ,το κινητό τηλέφωνο, το τηλεκοντρόλ των ηλεκτρονικών συσκευών ή ακόμα και οιεφαρμογές στον τομέα της υγείας (όπως οι ακτινογραφίες).
Η Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι εκπομπή στον χώρο ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας υπό μορφή κυμάτων που ονομάζονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα παράγονται από επιταχυνόμενα ηλεκτρικά φορτία. Δημιουργούνται επίσης όταν ένα ηλεκτρόνιο κάποιου ατόμου χάνει μέρος της ενέργειάς του και μεταπίπτει σε χαμηλότερη τροχιά ή ενεργειακή στάθμη κοντά στον πυρήνα. Αυτό έχει ως συνέπεια να δημιουργηθεί μια ταλάντωση που διαδίδεται πλέον στο χώρο με τη μορφή ενός ταυτόχρονα ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Τα δύο αυτά πεδία είναι, αφενός μεν, κάθετα μεταξύ τους, αφετέρου και κάθετα με τη διεύθυνση διάδοσης του παραγόμενου κύματος, του λεγόμενου ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελείται από κύματα που στην πλειονότητά τους είναι αόρατα. Από την ακτινοβολία αυτή, μόνο ένα μικρό τμήμα της μπορεί να εντοπισθεί από το ανθρώπινο μάτι και αποτελεί το ορατό φως που παράγει τα διάφορα χρώματα του ουράνιου τόξου.
Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα (spectrum) ονομάζεται το εύρος της περιοχής συχνοτήτων που καλύπτουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα χωρίζεται σε επιμέρους ζώνες. Αυτές είναι τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, η υπέρυθρη ακτινοβολία, η ορατή ακτινοβολία (φως), η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γ.
Το σύμπαν είναι διάχυτο από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Το φως που εκπέμπεται από τα άστρα είναι μέρος του συνολικού φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που συναντάται στο σύμπαν. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ανάλογα με την συχνότητα των κυμάτων της και αντίστοιχα την ενέργεια που μεταφέρει χωρίζεται σε περιοχές. Αυτές είναι τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, οι υπέρυθρες ακτίνες, το ορατό φως, οι υπεριώδεις ακτίνες, οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα. Όλες αυτές οι παραπάνω μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κινούνται (ταξιδεύουν) με την ταχύτητα του φωτός.
http://el.wikipedia.org/wiki/Ηλεκτρομαγνητική_ακτινοβολία | http://el.wikipedia.org/wiki/Ηλεκτρομαγνητικό_φάσμα |
Ερωτήσεις
1. Τι ονομάζουμε "αστρονομικά παράθυρα";
Η γήινη ατμόσφαιρα είναι διαφανής μόνο για τις ακτινοβολίες που ανήκουν στην οπτική περιοχή του φάσματος, σε ένα μέρος της περιοχής του υπερύθρου και στα ραδιοκύματα. Οπτικά παράθυρα ονομάζονται οι περιοχές του φάσματος των ακτινοβολιών αυτών οι οποίες φτάνουν στη Γη.
2. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εμφανίζει έναν δυϊσμό. Τι σημαίνει αυτό;
Η συμπεριφορά της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε ορισμένα φαινόμενα είναι κυματική και σε άλλα είναι σωματιδιακή. Και οι δύο φαινομενικά αντίθετες θεωρήσεις χρησιμοποιούνται συμπληρωματικά για την κατανόηση της φύσης της ακτινοβολίας.
- Μια μεγάλη ομάδα φαινομένων (ανάκλαση, διάθλαση, συμβολή, περίθλαση, κ.α.) ερμηνεύονται αν δεχτούμε ότι το φως αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
- Αντίθετα, η ερμηνεία πολλών άλλων φαινομένων εξυπηρετεί να θεωρούμε το φως ότι αποτελείται από σωματίδια, τα αποκαλούμενα "φωτόνια". Τα φωτόνια συμπεριφέρονται σαν ενεργειακά πακέτα - κβάντα ενέργειας. Κάθε ένα φωτόνιο μεταφέρει ένα ποσό ενέργειας που προσδιορίζεται από τη συχνότητα του κύματος.
Ισχύουν οι εξής σχέσεις: λ=c/v, που συνδέει μήκος κύματος με συχνότητα και E=hv, που συνδέει ενέργεια και συχνότητα κύματος
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου