Elektromagnetické záření

Elektromagnetické spektrum. Viditelné spektrum je jen velmi malou částí celkového rozsahu elektromagnetického záření.

Elektromagnetické záření (viz též elektromagnetické vlny) je příčné postupné vlnění magnetického a elektrického pole tedy elektromagnetického pole. Vztahy a zákonitosti obou polí popisují Maxwellovy rovnice, ze kterých plyne, že elektromagnetické pole je přenašečem elektrické energie. Vnějšími projevy tohoto pole jsou elektrický proud a elektrické napětí.

Elektromagnetické záření se podle vlnové délky dělí na rádiové vlny, mikrovlny, infračervené záření, viditelné záření (světlo), ultrafialové záření, rentgenové záření a gama záření. Tyto typy záření jsou součástí elektromagnetického spektra.

Elektromagnetickým zářením se zabývá obor fyziky nazvaný elektrodynamika (podobor elektromagnetismu). Infračerveným zářením, viditelným světlem a ultrafialovým zářením se zabývá optika. Kvantová elektrodynamika (podobor kvantové fyziky) popisuje elektromagnetické pole mikroobjektů.

Dualita elektromagnetického záření

Na elektromagnetické záření se dá nahlížet jako na vlnu nebo proud částic (dualita částice a vlnění):

  • Částicí elektromagnetického záření je foton, který je charakterizován energií.
  • Elektromagnetické záření o vlnové délce (m) ve vakuu má frekvenci (Hz) a jemu připisovaný foton má energii (J). Vztah mezi nimi vyjadřují rovnice:
    ,
    , kde je rychlost světla ( = 2,998×108 m/s) a je Planckova konstanta ( = 6,6252×10−34 J·s = 4,14×10−15 eV·s).

Rozdělení elektromagnetického záření

Související informace naleznete také v článku Elektromagnetické spektrum.
Rozdělení elektromagnetického záření: vlnové délky, přibližný rozsah vln, typy záření, frekvence, zdroje, energie.

Řazeno sestupně podle vlnové délky (tedy vzestupně podle frekvence):

Typy a zdroje elektromagnetického záření

Hranice mezi jednotlivými typy elektromagnetického záření není ostrá, přechody jsou plynulé nebo se oblasti jednotlivých druhů záření překrývají. Některé typy záření jsou ještě rozdělena do podskupin.

Zdroje záření rozdělujeme na přírodní (záření vzniká spontánně) a umělé (záření vzniká za přispění člověka). Obecně platí, že jakýkoli elektrický náboj pohybující se s nenulovým zrychlením vyzařuje elektromagnetické záření. Například pokud vodičem prochází střídavý elektrický proud, vyzařuje elektromagnetické záření o frekvenci proudu.

Typ zářeníRozsah vlnových délek () v metrechPřírodní zdrojUmělý zdroj
záření gamamenší než 10−12reakce elementárních částicbetatrony, cyklotrony, jaderné reaktory
reakce v atomovém jádře
rentgenové záření tvrdé10−12–10−11
reakce v elektronovém obalu atomu
rentgenové záření měkké10−11–10−10
výboj v plynu, elektrický oblouk, jiskra
rentgenové záření mezní10−10–10−9
ultrafialové záření vakuové10−9–10−8
ultrafialové záření blízké10−8–10−7
světlo10−7–10−6
kmitání molekulrozžhavená vlákna
infračervené záření v blízké oblasti10−6–10−5
infračervené záření ve vzdálené oblasti10−5–10−4
reakce molekul
mikrovlny10−4–10−1tepelné zdroje
kmitání elektronů
televizní a rozhlasové vlny (velmi krátké vlny)10−1–10elektronické oscilátory
rozhlasové vlny (krátké vlny)10–102atmosférické výboje
rozhlasové vlny (střední vlny)102 − 103
elektrické obvody
rozhlasové vlny (dlouhé vlny)103–104
nízkofrekvenční vlnyvětší než 104

Sluneční elektromagnetické záření

Absorpce slunečního elektromagnetického záření zemskou atmosférou.

Sluneční elektromagnetické záření představuje drtivou většinu energie, která dopadá na Zemi. Vzniká jadernými přeměnami v nitru Slunce. Existují tři hlavní atmosférická okna, kterými záření prochází a dopadá na zemský povrch. Jsou to optické okno (pro viditelné záření), infračervené a rádiové okno. Ta poskytují přímé kanály pro příjem elektromagnetického záření ze Slunce na zemský povrch a pro odchod tepelného záření z povrchu Země do okolního prostoru. Ostatní typy záření jsou atmosférou pohlcovány ve vysokém procentu nebo dokonce ze 100 %.

Spektrum slunečního záření propuštěného zemskou atmosférou lze rozdělit na:

  • záření ultrafialové (zanedbatelná část dopadajícího záření)
  • záření viditelné (45 % dopadajícího záření)
  • záření infračervené (49 % dopadajícího záření)
  • záření radiové (zanedbatelná část dopadajícího záření)

Odkazy

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Elektromagnetische Welle na německé Wikipedii a Electromagnetic radiation na anglické Wikipedii.

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Electromagnetic spectrum 2.jpg
Autor: William Anderson, Licence: CC BY-SA 4.0
Electromagnetic spectrum. Wavelengths in meters.
AtmosphereEMSpectrum.png
Autor: haade, Licence: CC BY-SA 3.0
Electromagnetic spectrum and atmospheric opacity
Electromagnetic spectrum clothesUS.svg
Autor: DrSciComm, Licence: CC BY-SA 4.0
Replaced the nude figures with clothed ones because the irrelevant nudity caused disruptions in my classroom. Also adjusted spelling to match US conventions (ionizing) and changed label of protozoans to cells.