전자기 방사선에 대한 공식

에너지는 여러 형태로 제공되며, 우리는 에너지가 생성되거나 파괴 될 수 없지만 다양한 형태로 변환 될 수 있다는 사실에 익숙합니다. 운동중인 모든 물체는 운동 에너지를 가지고 있으며 셀 및 배터리와 같은 물체에는 에너지가 저장되어 있으며 이는 잠재적 에너지라고합니다. 양성자 및 전자와 같은 전하 입자가 정전기에있을 때, 즉 정전기력이 존재합니다. 이들 입자가 움직일 때, 전자기장이 생성되며, 이들 필드는 우리가 전자기 방사선이라고하는 에너지의 종류를 운반하는 책임이있다.

전자기 방사선

약 3108m/sec의 속도로 이동하는 전기 및 자기 교란은 전자기 방사선으로 알려져 있습니다. 전자기 방사선은 Quanta로 알려진 에너지 패킷으로 구성되며 이러한 에너지 패킷의 입자는 광자로 알려져 있습니다. 광자는 휴식 질량이 0입니다.

전자기파의 중요한 특징은 다음과 같습니다.

전기 및 자기장의 진동은 EM 파를 생성합니다. 전기장과 자기장의 구성 요소는 서로 상호 수직이며 같은 평면에 있습니다.
em 파를 다루는 동안 주파수, 파장 또는 파수를 고려합니다.
e =h는 Planck의 법칙으로 알려진 전자기 방사선의 에너지가 그 주파수에 직접 비례한다고 말합니다.
전자기 방사선은 여행 할 매체가 필요하지 않습니다. 액체, 고체 및 진공을 통과 할 수 있습니다.
EM 파의 특성 중 하나는 분산 현상입니다. 빛의 분할은 프리즘을 통과 할 때 구성 색상으로 분산되어 있습니다.

EM 방사선과 관련된 표현

주파수 :1 초 안에 고정 지점을 통과하는 파도 수는 주파수라고합니다. 그것은 초당 사이클에 해당하는 Hertz로 표현됩니다. 주파수는 또한 기간의 관점에서 표현 될 수 있습니다. 즉, f =1/t.
.
파장 :두 개의 연속 크레스트와 트로프 사이의 거리는 파장이라고합니다. 파장의 SI 단위는 미터이지만 일반적으로 EM 방사선의 경우 앙스트롬 또는 나노 미터 측면에서 파장을 발현합니다.
파수 :1m의 선형 공간을 통과 할 수있는 총 파수를 파수라고합니다. 그것은 파장의 상호이며 M-1로 표현됩니다.
에너지 :다른 방사선은 에너지가 다르며 위에서 언급 한 법, 즉 플랑크의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다. e =h, 여기서 h는 플랑크의 상수입니다 (=6.62610-34 JS-1).

전자기 방사선에 대한 공식

위에서 언급 한 다양한 용어 사이에는 관계가 있습니다. 그 공식을 쓰자.

파장을 표현하는 데 사용되는 기호는 (Lambda)입니다. 주파수와 파장 사이의 관계는 다음과 같습니다.

λ =c/

여기서 c는 빛의 속도입니다.

그리고 전자기 방사선의 주파수

파장의 Si 단위는 미터입니다.

선형 주파수는 f 또는 (nu)로 표시됩니다.

v =c/λ

주파수의 Si 단위는 초당

입니다

파수가 표시되고 파장과 파수의 관계는
입니다.

λ =1/λ

웨이브 번호의 Si 단위는 미터당입니다.

Planck의 법칙에서 주파수를 계산하기 위해 공식을 사용하여
를 얻습니다.

e =hc/λ

Si 에너지 단위는 줄무늬입니다.

Wien의 법칙은 최대 방출의 파장 =2900/ 객체의 온도에 kelvins.
.
e =t4는 Stefan Boltzmann 법률입니다.

우리는 끝의 문제에 이러한 공식을 사용할 것입니다.

전자기 스펙트럼

전자기파는 주파수 또는 파장에 따라 분류됩니다. 가시 광선의 파장 범위는 ~ 400 nm ~ ~ 700 nm입니다. 바이올렛 조명의 파장은 ~ 400 nm이고 주파수는 7.5 1014Hz입니다. 이 모든 파도는 전자기 스펙트럼을 형성합니다.

em 파는 주파수 또는 파장에 따라 분류됩니다.

Radio Waves :무선 파장은 모든 EM 파의 가장 긴 파장을 가지고있어 라디오 및 방송 스테이션에 완벽하게 맞습니다. 라디오 및 텔레비전 방송국 및 휴대 전화 회사는 모두 텔레비전, 라디오 또는 핸드폰에서 안테나가받을 신호를 전달하는 라디오 파도를 생성합니다. 라디오 파도는 우주의 별과 가스에 의해 방출됩니다.
전자 레인지 :전자 레인지는 EM 스펙트럼에서 두 번째로 낮은 주파수를 갖습니다. 그들의 파장은 무선 파의 파장보다 다소 적기 때문에 몇 센티미터에서 발까지 다양합니다. 전자 레인지는 오븐, 레이더, 의료 진단을위한 전자 영상, GPS 등에서의 적용을 찾습니다.
적외선 파 :이 파도는 EM 스펙트럼의 주파수의 낮은 주파수에 있습니다. 적외선 파의 파장은 몇 밀리미터에서 미세한 길이까지 다양합니다. 짧은 파장 적외선 파는 화재와 태양에 의해 방출되는 반면, 더 많은 열을 생성하지 않기 때문에 이미징 기술에 사용됩니다.
가시 광선 :우리의 눈은이 범위의 EM 스펙트럼에서만 볼 수 있습니다. 물체에 흡수되는 파장은 그 색상을 결정합니다.
자외선 (UV 광선) :자외선 방사선은 태양에 의해 방출되며 피부 황갈색과 햇볕에 대한 이유입니다. 그들은 가시 광선보다 파장이 짧습니다. UV 광선은 과학자들이 은하의 구조에 대해 배우는 데 도움이되는 것으로 입증되었습니다.
X- 레이 :X- 레이는 0.03 내지 3 나노 미터 사이의 파장을 가진 매우 높은 에너지 파입니다. 그들은 매우 좋은 침투력을 가지고 있으며 거의 모든 물체를 통해 침투 할 수 있습니다. 천연 X- 선에는 펄서, 초신성 및 블랙홀과 같은 거대한 활력있는 우주 현상이 포함됩니다. 엑스레이는 일반적으로 이미징 기술에 사용되어 신체 내부의 사진을 만듭니다. 예를 들어, 뼈의 골절을 감지합니다.
감마선 :감마선은 EM 스펙트럼에서 가장 높은 주파수와 가장 짧은 파장을 갖습니다. 그들은 높은 주파수 때문에 매우 높은 에너지를 가지고 있습니다. 이 파도는 주로 초신성, 블랙홀 등과 같은 가장 활기찬 우주 대상에 의해 방출됩니다. 감마선은 너무 강력하여 살아있는 세포를 쉽게 파괴 할 수 있습니다. 의사는 감마선 영상을 사용하여 인체 내부를 보았습니다.

전자기 방사선 문제

본체의 온도는 1000k입니다. 신체의 최대 방출의 파장은 얼마입니까?

솔루션 :이 질문을 해결하려면 Wien의 법칙을 사용할 것입니다.

최대 방출의 파장 =2900 / kelvins의 물체 온도

최대 방출의 파장 =2900/1000

=2.9 microns

온도가 10k 인 물체와 비교하여 50k의 온도를 가진 물체에 의해 방출되는 에너지를 찾으십시오.
.

솔루션 :Stefan Boltzmann 법률 사용 :

e =t4

e1 =(504) =(625104) k 1

또한

e2 =(104) =(10000) k 2

1과 2,

비교

e1/e2 =(625104)/104

=625

따라서, 50k 온도에서 물체에 의해 방출되는 에너지는 10k에서 물체보다 625 배 더 높습니다.

결론

전자기 방사선은 여러 측면에서 유용합니다. 주파수와 파장 또는 파수 및 파장 사이의 관계를 사용하여 전자기 방사선의 에너지, 주파수 및 파장을 쉽게 계산할 수 있습니다. 다른 EM 파는 주파수 또는 파장에 따라 분류되며 다른 파도는 다른 특성과 용도를 갖습니다. 전자기파는 다양한 주파수로 나눌 수 있습니다. 이것은 전자기 스펙트럼이라고합니다.