รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือรังสี EM เป็นส่วนที่เห็นได้ชัดเจนของสเปกตรัม เป็นวิธีหนึ่งในการเดินทางพลังงานผ่านอวกาศ รูปแบบต่างๆของ แม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานส่วนใหญ่ ได้แก่ ความร้อนจากไฟแสงแดดพลังงานไมโครเวฟขณะปรุงอาหารรังสีจาก X-ray เป็นต้นรูปแบบพลังงานเหล่านี้แตกต่างกันมาก แต่มีคุณสมบัติเหมือนคลื่น ตัวอย่างเช่นถ้าเราไปว่ายน้ำในทะเลก่อนหน้านี้คุณจะจำได้ว่ามีคลื่น คลื่นเหล่านี้เป็นปัญหาเฉพาะในบางสาขาและส่งผลให้เกิดการสั่นหรือสั่น ในทำนองเดียวกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็มีความสัมพันธ์กัน แต่จะแยกกันและประกอบด้วยคลื่น 222 ซึ่งจะแกว่งทำมุม 90 องศาซึ่งกันและกัน ชุดการแผ่รังสี EM ที่สมบูรณ์เรียกว่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าและถูกแยกออกเป็นส่วนต่างๆเพื่อให้สิ่งต่างๆง่ายขึ้นเช่นวิทยุอินฟราเรด ไมโครเวฟ , มองเห็นได้, รังสียูวี, รังสีแกมมา, รังสีเอกซ์) สิ่งนี้คงที่และไม่มีวันสิ้นสุด
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?
คำว่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถนิยามได้ว่าเป็นการกระจายของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดโดยพิจารณาจากความยาวคลื่นและความถี่ของคลื่น แม้ว่าคลื่นทั้งหมดสามารถเดินทางในสุญญากาศด้วยความเร็วแสงในช่วงความถี่กว้างความยาวคลื่นและพลังงานโฟตอน สเปกตรัมนี้รวมถึงระยะห่างของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดและช่วงย่อยหลาย ๆ ส่วนซึ่งมักเรียกว่าส่วนต่างๆเช่นรังสี UV หรือแสงที่มองเห็นได้
ส่วนต่างๆของสเปกตรัมอนุญาตให้มีชื่อที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความแตกต่างภายในพฤติกรรมการปล่อยการส่งผ่านและการดูดกลืนคลื่นที่เกี่ยวข้อง ช่วงความถี่ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าจากต่ำไปสูงส่วนใหญ่ประกอบด้วยคลื่นทั้งหมดเช่นวิทยุ IR ฯลฯ
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดตั้งแต่ความถี่ต่ำสุดไปจนถึงความถี่สูงสุดส่วนใหญ่ประกอบด้วยรังสี IR วิทยุแสงที่สังเกตเห็นได้รังสี UV รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา ความยาวคลื่นและความถี่เกือบทั้งหมดใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสามารถใช้สำหรับสเปกโตรสโกปีได้
คุณสมบัติพื้นฐานของคลื่น
คุณสมบัติพื้นฐานของคลื่นส่วนใหญ่ ได้แก่ แอมพลิจูดความยาวคลื่นและความถี่ เราทราบดีว่าแสงนั้นสามารถประกอบไปด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งได้รับการปฏิบัติเหมือนปรากฏการณ์คลื่น คลื่นรวมถึงจุดต่ำสุดที่เรียกว่ารางน้ำและจุดสูงสุดที่เรียกว่ายอด แอมพลิจูด คือระยะทางแนวตั้งระหว่างการเอียงของยอดและแกนกลางของคลื่น คุณสมบัติเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความเข้มความสว่างของคลื่น ระยะทางแนวนอนระหว่างสองรางหรือยอดที่ต่อเนื่องกันเรียกว่าความยาวคลื่น มักแสดงด้วยสัญลักษณ์λ (แลมบ์ดา)
พลังงานของแสงสามารถคำนวณได้โดยสมการนี้ E = h.c / λ
ในสมการข้างต้น
‘E’ คือพลังงานของแสง
'h' คือค่าคงที่ของพลังค์
‘c’ คือความเร็วของแสง
‘λ’ คือความยาวคลื่น
ดังนั้นเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นพลังงานแสงจะลดลง
เพราะความถี่ (ν) = c / λ
สมการข้างต้นสามารถเขียนเป็น E = h. ν
ดังนั้นเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นพลังงานของแสงจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่จึงแปรผกผัน
ตารางสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
สเปกตรัมการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากรังสีที่แตกต่างกันเช่น IR, วิทยุ, UV, ที่มองเห็นได้, UV, X-Ray เป็นต้น ความยาวคลื่นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า มีความยาวคลื่นสูงสุดในขณะที่รังสีแกมมามีช่วงความยาวคลื่นที่สั้นที่สุด
ภูมิภาค | วิทยุ | ไมโครเวฟ | อินฟราเรด | มองเห็นได้ | อัลตราไวโอเลต | เอ็กซ์เรย์ | รังสีแกมมา |
ความยาวคลื่น (อังสตรอม) | > 109 | 109ถึง 106 | 106- 7,000 | 7,000 ถึง 4,000 | 4,000 ถึง 10 | 10 ถึง 0.1 | < 0.1 |
ความยาวคลื่น (เซนติเมตร) | > 10 | 10 ถึง 0.01 | 0.01 ถึง 7 x 10-5 | 7 × 10-5ถึง 4 × 105 | 4 × 10-5ถึง 10-7 | 10-7ถึง 10-9 | < 10-9 |
ความถี่ (Hz) | <3x 109 | 3x 109ถึง 3x 1012 | 3x 1012ถึง 4.3 x 1014 | 4.3 × 1014 ถึง 7.5 × 1014 | 7.5 × 1014 ถึง 3 × 1017 | 3 × 1017ถึง 3 × 1019 | > 3X109 |
พลังงาน (บ้าน) | <10-5 | 10-5 ถึง 0.01 | 0.01 ถึง 2 | 2 ถึง 3 | 3 ถึง 103 | 103 ถึง105 | > 105 |
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) ได้รับการวางแผนไว้ซึ่งแสดงในรูปด้านบนสเปกตรัมที่มองเห็นได้จะถูกจัดเรียงตรงกลางจากความยาวคลื่นน้อยไปจนถึงบนตามลำดับจากซ้ายไปขวา ดังนั้นสเปกตรัมที่มองเห็นด้านซ้ายจะถูกระบุเป็นสีม่วงในขณะที่สเปกตรัมที่มองเห็นด้านขวาจะถูกระบุด้วยสีแดง แผนภาพสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ดังแสดงด้านล่าง
สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
ในทิศทางซ้าย
สเปกตรัม UV (อัลตราไวโอเลตสเปกตรัม)
เมื่อเคลื่อนที่ไปทางด้านซ้ายของสเปกตรัมที่มองเห็นได้มากขึ้นจะอยู่ในบริเวณ UV แม้ว่าจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตามนุษย์และบริเวณ UV นี้จะปรากฏเป็นสีม่วงเนื่องจากอยู่ใกล้บริเวณสีม่วงของสเปกตรัม ช่วงของสเปกตรัม UV อยู่ระหว่าง 10 นาโนเมตร - 400 นาโนเมตร
เอ็กซ์เรย์
การเคลื่อนที่ไปทางด้านซ้ายของสเปกตรัม UV ในตอนแรกเรามีรังสีเอกซ์ซึ่งอยู่ในช่วง 0.01 นาโนเมตรถึง 10 นาโนเมตร พื้นที่นี้ยังสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนขึ้นอยู่กับความสามารถในการเจาะ สิ่งเหล่านี้สามารถทะลุทะลวงได้มากและมีพลังงานและความยาวคลื่นที่เหนือกว่าซึ่งมีตั้งแต่ 0.01 นาโนเมตรถึง 0.1 นาโนเมตร
รังสีแกมมา
เมื่อเคลื่อนที่ไปทางซ้ายของรังสีเอกซ์เรามีรังสีที่มีพลังมากที่สุดเช่นรังสีแกมมา การแผ่รังสีของรังสีเหล่านี้ไม่มีขอบของความยาวคลื่นน้อยกว่าอย่างไรก็ตามขีด จำกัด ที่สูงกว่านั้นอยู่ที่ 0.01 นาโนเมตร พลังงานและการทะลุทะลวงของรังสีเหล่านี้สูงมาก
ในทิศทางที่ถูกต้อง
IR Spectrum (อินฟราเรดสเปกตรัม): เมื่อเราเคลื่อนที่ไปทางด้านขวาของสเปกตรัมที่มองเห็นได้เราจะมีขอบเขตสเปกตรัม IR เมื่อเทียบกับสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตจึงไม่สามารถมองเห็นสเปกตรัม IR ได้ แต่เนื่องจากบริเวณนั้นอยู่ใกล้กับบริเวณสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้จึงถูกตั้งชื่อเป็น อินฟราเรด ภูมิภาค. ช่วงความยาวคลื่นของสเปกตรัม IR มีตั้งแต่ 780 นาโนเมตรถึง 1 มม. สเปกตรัมประเภทนี้ยังแบ่งออกเป็นสามภูมิภาค:
- สเปกตรัมใกล้อินฟราเรดมีตั้งแต่ 780 นาโนเมตรถึง 2,500 นาโนเมตร
- สเปกตรัมอินฟราเรดกลางอยู่ในช่วง 2,500 นาโนเมตรถึง 10,000 นาโนเมตร
- สเปกตรัมฟาร์อินฟราเรดมีตั้งแต่ 10,000 นาโนเมตรถึง 1,000 ไมครอน
ไมโครเวฟ
เมื่อเราเคลื่อนไปทางด้านขวาของสเปกตรัมที่มองเห็นเราก็จะมี ไมโครเวฟ . ความยาวคลื่นของไมโครเวฟส่วนใหญ่อาจมีอยู่ในช่วงของไมโครเมตร ช่วงของคลื่นเหล่านี้มีตั้งแต่ 1 มม. - 10 ซม.
คลื่นวิทยุ
เมื่อเราเคลื่อนไปทางด้านขวาของสเปกตรัมที่มองเห็นเราจะมีย่านความถี่วิทยุ (RF) ขอบเขตคลื่นวิทยุคาบเกี่ยวกับพื้นที่ไมโครเวฟ แต่อย่างเป็นทางการเริ่มต้นที่ 10 ซม.
การใช้ / การประยุกต์ใช้สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
- รังสีแกมมาใช้สำหรับฆ่าแบคทีเรียในมาร์ชเมลโลว์และฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์
- รังสีเอกซ์ใช้สำหรับการสแกนโครงสร้างของกระดูกภาพ
- แสงอัลตราไวโอเลตสามารถสังเกตเห็นผึ้งได้เนื่องจากดอกไม้สามารถมองเห็นได้ชัดเจนที่ความถี่นี้
- แสงที่มองเห็นได้ถูกใช้เพื่อดูโลกโดยมนุษย์
- อินฟราเรดใช้ในการตัดโลหะด้วยเลเซอร์การมองเห็นตอนกลางคืนและเซ็นเซอร์ความร้อน
- ไมโครเวฟใช้ในเรดาร์และเตาไมโครเวฟ
- คลื่นวิทยุใช้ในวิทยุกระจายเสียงโทรทัศน์
ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับ สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า และรวมถึงชุดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในความถี่ต่างๆ แต่สิ่งเหล่านี้มองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ ทุกวันเราถูกปิดล้อมด้วยคลื่นประเภทนี้เนื่องจากทุกคนต้องสัมผัสกับสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าในที่ทำงานหรือที่บ้านจากการส่งกระแสไฟฟ้าและการผลิตเครื่องจักรในประเทศเครื่องมืออุตสาหกรรมไปจนถึงการสื่อสารโทรคมนาคมและการกระจายเสียง นี่คือคำถามสำหรับคุณไฟล์ ช่วงสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เหรอ?