تابش الکترومغناطیسی

تابش الکترومغناطیسی پدیده‌ای موجی است که در فضا منتشر می‌شود و از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ساخته شده است. این دو میدان در حال انتشار، برهم عمود، و در موج عرضی، بر جهت پیش‌روی موج نیز عمود هستند.

به بخشی از امواج الکترومغناطیسی، نور می‌گویند، گرچه نور مرئی تنها بخش کوچکی از گسترهٔ امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد (فرکانس) مرتب شده‌اند. تغییر در اندازه یا موقعیت بار الکتریکی، باعث پدید آمدن و انتشار موج الکترومغناطیسی می‌شود.

 ماهیت فیزیکی 
نخستین بار، ماکسول موج الکترومغناطیسی را پیش‌بینی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش نشان داد. ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه، شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و نشان داد که میدان‌های الکترومغناطیسی موج‌گونه رفتار می‌کنند. بر پایه معادلات ماکسول، سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی، برابر با سرعت نور است، بنابراین او نتیجه گرفت که نور هم باید موج الکترومغناطیسی باشد.Ivan Tolstoy, James Clerk Maxwell, A Biography (Chicago: University of Chicago Press, 1983)

بندانگشتی|500px|طیف الکترومغناطیسی

بر پایه معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث پدید آمدن میدان مغناطیسی متغیر با زمان می‌شود و برعکس؛ بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر، میدان مغناطیسی بسازد، آن میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد، و این‌گونه موج الکترومغناطیسی ساخته می‌شود و پیش می‌رود.

نظریهٔ الکترودینامیک کوانتومی، برهم‌کنش تابش الکترومغناطیسی و ماده را توصیف می‌کند.

 طیف الکترومغناطیسی 

امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند.

از بسامدتا بسامدنام طیف بسامدیبه انگلیسی۳۰ اگزاهرتز۳۰۰ اگزاهرتزپرتو گاما۳ اگزاهرتز۳۰ اگزاهرتزپرتو ایکس سختHX۳۰ پتاهرتز۳ اگزاهرتزپرتو ایکس نرمSX۳ پتاهرتز۳۳ پتاهرتزپرتو فرابنفش دورEUV۷۵۰ تراهرتز۳ پتاهرتزپرتو فرابنفش نزدیکNUV۴۰۰ تراهرتز۷۵۰ تراهرتزنور مرئی۲۱۴ تراهرتز۴۰۰ تراهرتزفروسرخ نزدیکNIR۱۰۰ تراهرتز۲۱۴ تراهرتزموج کوتاه فروسرخSIR۳۷٫۵ تراهرتز۱۰۰ تراهرتزموج متوسط فروسرخMIR۲۰ تراهرتز۳۷٫۵ تراهرتزموج بلند فروسرخHIR۳۰۰ گیگاهرتز۲۰ تراهرتزفروسرخ بسیار دورFIR۳۰ گیگاهرتز۳۰۰ گیگاهرتزبسامد مافوق بالا (ریزموج)EHF۳ گیگاهرتز۳۰ گیگاهرتزبسامد بسیار بالا (ریزموج)SHF۳۰۰ مگاهرتز۳ گیگاهرتزبسامد فرابالا (ریزموج)UHF۳۰ مگاهرتز۳۰۰ مگاهرتزبسامد خیلی بالا (ریزموج)VHF۳ مگاهرتز۳۰ مگاهرتزبسامد بالا (ریزموج)HF۳۰۰ کیلوهرتز۳ مگاهرتزبسامد متوسط (ریزموج)MF۳۰ کیلوهرتز۳۰۰ کیلوهرتزبسامد پایین (ریزموج)LF۳ کیلوهرتز۳۰ کیلوهرتزبسامد خیلی پایین (ریزموج)VLF۳۰۰ هرتز۳ کیلوهرتزبسامد در حد صوت (بسامد صدا) VF۳۰ هرتز۳۰۰ هرتزبسامد بسیار پایین

 تابش خورشید و زمین 
بندانگشتی|400px|چپ|بیشینهٔ تابش بر اساس قانون پلانک در گسترهٔ دماهای زمینی و خورشیدی
خورشید، این رآکتور گرما-هسته‌ای بزرگ، در سراسر طیف الکترومغناطیسی تابش می‌کند. از پرتوهای x و پرتوهای کیهانی گرفته تا موج‌های رادیویی به طول موج‌هایی تا ۱۵m یا بیشتر. اما چون سطح آن داغ است (۶٬۰۰۰ سانتی‌گراد)، بیشتر انرژی آن در طول موج‌های نسبتاً کوتاه (فرابنفش، مرئی و فروسرخ نزدیک) است و مقدار بیشینهٔ تابش در طول موج نزدیک به ۰٫۵ میکرومتر گسیل می‌شود. افزون بر این، پرتوهای فروسرخ خورشید نیز برای ما منبع گرما بشمار می‌آیند.

بر پایهٔ فرمول‌های تابش پلانک، انرژی گسیل‌شده از جسمی با دمایی برابر با دمای زمین نیز باید در محدوده فروسرخ باشد و طول موج‌های این تابش نیز تقریباً در محدودهٔ ۱۰ میکرومتر متمرکز است.

از آنجا که زمین همواره در حالت شبه‌ترازمندی است، به همان اندازه که از خورشید انرژی دریافت می‌کند، با تابش LW به فضا انرژی از دست می‌دهد. به این ترتیب، مناسب‌ترین شرایط برای زیست موجودات زنده در این کرهٔ خاکی فراهم می‌شود.

 جستارهای وابسته 
 قطبش
 قطبش دایره‌ای
 قطبش بیضوی
 موج الکترومغناطیسی

 منابع 




رده:تابش
رده:هاینریش هرتز