FALE ELEKTROMAGNETYCZNE
Fale elektromagnetyczne są rozchodzącym się w przestrzeni sprzężonym polem elektrycznym i magnetycznym . Rozchodzą się one w przestrzeni z prędkością światła i niosą ze sobą energię. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się najlepiej i najszybciej w próżni. Klasyfikację fal według ich długości w próżni (częstotliwości) nazywamy widmem fal elektromagnetycznych . Nazwa poszczególnych fal jest tradycyjna i wynika na ogół ze sposobów otrzymywania poszczególnych fal, dlatego zakresy np. promieniowania gamma i rentgenowskiego lub podczerwonego i mikrofal pokrywają się. Wielkościami je charakteryzującymi są częstotliwość i długość fali , zależne od siebie. Przykładem fal elektromagnetycznych mogą być:
1. fale radiowe (dzielą się ze względu na długość fali , na : ultrakrótkie i krótkie, średnie i długie)
2. mikrofale(mikrofale z górnego zakresu mogą powstawać w elektronicznych układach drgających podobnie jak fale radiowe i dlatego dość często zalicza się je do fal radiowych.)
3. podczerwień( wysyłana przez ciała o wysokiej temperaturze, wykrywana przez detektor podczerwieni)
4. promienie Roentgena (pochłaniane w różnym stopniu przez różne substancje , szkodliwe dla zdrowia)
5. promieniowanie gamma(wysyłane przez substancje promieniotwórcze ,ma najmniejszą długość fali i największą częstotliwość , fale są przenikliwe)
6. promieniowanie ultrafioletowe(UV) lub nadfioletowe (wchodzi w skład promieniowania słonecznego, niszczy bakterie i wirusy )
ZASTOSOWANIE FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH W PRZEMYŚLE:
Promieniowanie gamma służy
1. w defektoskopii do badania uszkodzeń ,defektów (promienie X łatwo przenikają przez powietrze i inne gazy wypełniające niepożądane szczeliny czy skazy i dają na klisze silnie zaczernione obrazy defektów) , do kontroli materiałów, do sprawdzania izolacji i uszczelnień, do wykrywania skaz złącz spawanych.
-urządzeniem, które wykrywa ten rodzaj promieniowania jądrowego jest licznik Geigera - Muellera..
2. w konserwowaniu żywności, przedłużają znacznie przydatność do spożycia, gdyż opóźniają procesy rozkładu.
• Fale radiowe :
1. ultrakrótkie:
-służą do przekazywania obrazu od anteny nadawczej do odbiorników telewizyjnych
-wykorzystuje się w telefonii komórkowej , gdzie osoba prowadząca rozmowę z odległym odbiorcą jest połączona z najbliższą stacja nadawczo-odbiorczą („komórką”) a ta za pomocą w/w fal przekazuje rozmowę do stacji najbliższej odbiorcy i nadaje rozmowę wprost do jego telefonu
2. krótkie, średnie , długie wykorzystuje się w radiofonii , gdzie fala głosowa zamieniona w sygnał elektryczny i wzmocniona nakładana jest w modulatorze na fale elektromagnetyczna radiową i wysyłana w przestrzeń, antena odbiorcza „łapie” falę radiową , pozbywa się fali nośnej a sygnał elektryczny przekazuje w postaci fali dźwiękowej.
• Mikrofale wykorzystuje się
1. w urządzeniach AGD np. w mikrofalówkach działających na zasadzie wytwarzania mikrofal wnikających do cząsteczek wody w pożywieniu i przekazujących poprzez promieniowanie ciepło, które dzięki przewodzeniu dociera do pozostałej części potrawy, co daje możliwość uzyskania potrawy w znacznie krótszym czasie niż na normalnej kuchence,
2. w radiolokacji do pomiarów prędkości pojazdów na odległość i określenia położenia obiektu za pomocą radaru
• Promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się w badaniach strukturalnych substancji oraz do badania pierwiastkowego składu chemicznego
• Promieniowanie nadfioletowe stosuje się :
1. w przemyśle spożywczym do konserwowania żywności,
2. w przemyśle chemicznym do przyspieszania reakcji
3. w mineralogii do analizy minerałów
4. do wykrywania fałszywych banknotów ( promieniowanie ultrafioletowe)
5. w maszynach drukarskich. Farby UV nie zawierają lotnych rozpuszczalników i dlatego ich stabilność w maszynie drukarskiej jest lepsza oraz wyższa jest jakoś druku. Farby te są bardzo korzystne do druku na trudnych podłożach takich jak folie i papiery metalizowane.
• Promieniowanie podczerwone wykorzystuje się:
1. w badaniach strukturalnych do spektroskopii widma cząsteczek organicznych
2. do obserwacji w ciemności przez noktowizory czy czujniki alarmowe.
3. duże znaczenie naukowe i praktyczne ma fotografika w bliskiej podczerwieni: wykrywanie fałszerstw dokumentów w kryminalistyce, ekspertyza dzieł sztuki.
4. znacznie słabsze rozpraszanie promieniowania podczerwonego w porównaniu ze światłem widzialnym ułatwia dokładne fotografowanie obiektów przez mgłę i dym, również zdjęcia satelitarne są wykonywane w podczerwieni.
5. w grzejnictwie radiacyjnym, ze względu na właściwości promieniowania IR jego widmo dzielimy na trzy zakresy:
- krótkofalowe - 0,76 µm do 1,5 µm: najbardziej efektywne w grzejnictwie promiennikowym ze względu na duże energie kwantów promieniowania
- średniofalowe - 1,5 µm do 10 µm: również wykorzystywane w grzejnictwie
- długofalowe - 10 µm. do 1000 µm: wykorzystywane do detekcji oraz sterowania
Fale elektromagnetyczne mające szerokie zastosowanie w przemyśle . Posiadają zarówno dobre jak i złe strony. Z jednej pomagają człowiekowi w życiu np. konserwować żywność , a z drugiej mogą powodować śmiertelne niebezpieczeństwo ,jeżeli nie zachowamy wszystkich środków ostrożności przy ich stosowaniu np. powodują raka skóry
Bibliografia:
1. M. R. Rozenbajgier, „Fizyka dla gimnazjum”
2. www.fizyka.net.pl
3. www.wikipedia.pl
