Was ist eine elektromagnetische Welle?

Der Begriff elektromagnetische Welle beschreibt die Art und Weise, wie sich elektromagnetische Strahlung (EMR) durch den Raum bewegt.Verschiedene Formen von EMR unterscheiden sich durch ihre Wellenlängen, die von vielen Metern (Meter) bis zu einem Abstand, der kleiner als der Durchmesser eines Atomkerns ist, variiert.Der gesamte Bereich in abnehmender Reihenfolge der Wellenlänge führt von Funkwellen über Mikrowellen, sichtbares Licht, Ultraviolett und Röntgenstrahlen zu Gammastrahlen und ist als elektromagnetisches Spektrum bekannt.Elektromagnetische Wellen haben viele Anwendungen, sowohl in der Wissenschaft als auch im Alltag.Wenn beispielsweise ein Licht durch eine Barriere mit zwei schmalen Schlitzen auf einen Bildschirm leuchtet, wird ein Muster aus hellen und dunklen Streifen zu sehen.Dies wird als Interferenzmuster bezeichnet: wo die Wellen der Wellen von einem Schlitz diejenigen aus dem anderen treffen, sie verstärken sich gegenseitig und bilden einen hellen Streifen, aber wo ein Wappen auf einen Trog trifft, stornieren sie ab und hinterlassen einen dunklen Streifen.Licht kann sich auch um ein Hindernis wie Ozeanbrecher um eine Hafenwand beugen: Dies ist als Beugung bekannt.Diese Phänomene liefern Beweise für die wellenartige Natur des Lichts.Dies wurde der Name "Äther" angegeben, manchmal als „Äther“ geschrieben, und es wurde angenommen, dass er ein unsichtbares Material ist, das Raum füllte, aber durch solide Objekte ungehindert passieren konnten.Experimente zur Erkennung des Äthers durch seine Auswirkung auf die Lichtgeschwindigkeit in unterschiedliche Richtungen konnten alle Beweise dafür gefunden, und die Idee wurde schließlich abgelehnt.Es war offensichtlich, dass Licht und andere EMR -Formen kein Medium benötigten und durch den leeren Raum fliegen konnten.Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei identischen Punkten der Welle vom Zyklus zum Zyklus beispielsweise der Abstand zwischen einem Spitzen- oder Wappen und dem nächsten.EMR kann auch in Bezug auf seine Frequenz definiert werden, was die Anzahl der Wappen ist, die in einem bestimmten Zeitintervall vergehen.Alle Formen von EMR reisen mit der gleichen Geschwindigkeit: die Lichtgeschwindigkeit.Daher hängt die Frequenz vollständig von der Wellenlänge ab: Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Frequenz.

Energie

kürzere Wellenlänge oder höhere Frequenz trägt mehr Energie als längere Wellenlängen oder niedrigere Frequenzen.Die Energie, die von einer elektromagnetischen Welle getragen wird, bestimmt, wie sie die Materie beeinflusst.Niedrige Funkwellen stören Atome und Moleküle leicht störende, während Mikrowellen dazu führen, dass sie sich energischer bewegt: Das Material erhitzt sich.Röntgenstrahlen und Gammastrahlen packen viel mehr ein Schlag: Sie können chemische Bindungen brechen und Elektronen aus Atomen klopfen und Ionen bilden.Aus diesem Grund werden sie als ionisierende Strahlung beschrieben.

Der Ursprung elektromagnetischer Wellen

Die Beziehung zwischen Licht und Elektromagnetismus wurde durch die Arbeit des Physiker James Clerk Maxwell im 19. Jahrhundert festgelegt.Dies führte zur Untersuchung der Elektrodynamik, bei der elektromagnetische Wellen wie Licht als Störungen oder „Wellen“ in einem elektromagnetischen Feld angesehen werden, das durch die Bewegung elektrisch geladener Partikel erzeugt wird.Im Gegensatz zum nicht existierenden Äther ist das elektromagnetische Feld einfach die Einflusskugel eines geladenen Teilchens und nicht ein materielles materielles Ding.Die Partikel, aus denen elektromagnetische Strahlung besteht, werden als

Photonen

bezeichnet.Obwohl es widersprüchlich erscheint, kann sich EMR je nach Art des Experiments, der durchgeführt wird, als Wellen oder als Partikel verhalten.Dies ist als Wellenpartikel-Dualität bekannt.Es gilt auch für subatomare Partikel, ganze Atome und sogar ziemlich große MoleküleAll dies kann sich manchmal als Wellen verhalten.

Die Dualität der Wellenpartikel wurde als Quantentheorie entwickelt.Nach dieser Theorie repräsentiert die „Welle“ die Wahrscheinlichkeit, an einem bestimmten Ort ein Partikel wie ein Photon zu finden.Die wellenähnliche Natur der Partikel und die partikelartige Natur von Wellen haben zu einer großen wissenschaftlichen Debatte und einigen umwerfenden Ideen geführt, aber kein allgemeiner Konsens darüber, was es tatsächlich bedeutet.wird erzeugt, wenn subatomare Partikel Energie freisetzen.Zum Beispiel kann ein Elektron in einem Atom Energie absorbieren, muss jedoch schließlich auf einen niedrigeren Energieniveau fallen und die Energie als EMR freisetzen.Je nachdem, wie es beobachtet wird, kann diese Strahlung als Teilchen oder eine elektromagnetische Welle auftreten.Radio, Fernsehen, Mobiltelefone und das Internet sind auf die Übertragung von Funkfrequenz -EMR durch Luft-, Raum- oder Glasfaserkabel beruhen.Die Laser, die DVDs und Audio -CDs verwendet und abgespielt haben, verwenden Lichtwellen, um an die Discs zu schreiben und aus zu lesen.Röntgengeräte sind ein wesentliches Instrument in der Medizin- und Flughafensicherheit.In der Wissenschaft kommt unser Wissen über das Universum hauptsächlich aus der Analyse von Licht, Funkwellen und Röntgenstrahlen aus entfernten Sternen und Galaxien.Bei höheren Energien stellt EMR jedoch Risiken ein.Ionisierende Strahlung wie Röntgenstrahlen und Gammastrahlen können lebende Zellen abtöten oder beschädigen.Sie können auch DNA verändern, was zu Krebs führen kann.Das Risiko für Patienten aus medizinischen Röntgenstrahlen wird als vernachlässigbar angesehen, aber Radiographen, die regelmäßig ihnen ausgesetzt sind, tragen Bleischürze und Mdash.welche Röntgenaufnahmen können nicht eindringen und Mdash;sich schützen.Ultraviolettes Licht, das im Sonnenlicht vorhanden ist, kann Sonnenbrand verursachen und auch Hautkrebs verursachen, wenn die Exposition übertrieben ist.