Co je to elektromagnetická vlnová teorie?
Koncept známý jako teorie elektromagnetické vlny vznikl prací Jamese Clerk Maxwella a Heinricha Hertze. Podle elektrických a magnetických rovnic předpokládaných Maxwellem se elektromagnetická pole podobají vlně ve struktuře i akci. Elektromagnetické vlny se shodují s měřením rychlosti světla, čímž se světlo stává samotnou elektromagnetickou vlnou.
Elektrická pole se prostorově mění a generují magnetické pole, které se mění v čase. Stejně tak magnetická pole budou dělat totéž pro elektrická pole, díky čemuž budou tyto dva pojmy fungovat unisono. Společně obě pole oscilují a vytvoří elektromagnetickou vlnu.
Fyzikální vlastnosti teorie elektromagnetických vln mají podobu elektrodynamiky. Tato stránka teorie znamená, že jakékoli elektromagnetické pole přítomné ve stejném prostoru je považováno za vektorové pole, vlna se směrem a délkou. Jako takový se může sloučit s dalšími vektorovými poli. Například, když elektromagnetická vlna dopadne na molekulu, atomy v této molekule začnou kmitat, emitovat své vlastní elektromagnetické vlny a dopadat na původní vlnu. Podle teorie elektromagnetické vlny to způsobí lom, změnu rychlosti nebo difrakci, změnu vlnové délky.
Protože světlo je druh elektromagnetické vlny, teorie určuje, že oscilace světla nemůže být ovlivněna jinými statickými elektrickými nebo magnetickými poli. Interakce mezi určitými vnějšími událostmi, jako je světlo procházející krystalem, však mohou mít účinek. Podle teorie elektromagnetických vln způsobí magnetické pole dopadající na světlo Faradayův efekt a elektrická pole dopadající na světlo způsobí Kerrov efekt, snížení rychlosti světelných vln.
Frekvence je velmi důležitým aspektem teorie elektromagnetických vln. Oscilace vlny se měří pomocí Hz, jednotky pro frekvenci. Jeden hertz se rovná jedné oscilaci za sekundu. Když elektromagnetická vlna, jako v případě světla, vytváří vlny na různých frekvencích, považuje se to za spektrum.
Malé částice energie zvané fotony jsou základní jednotky elektromagnetického záření. Jak se fotony pohybují, vlna následuje a vytváří frekvenci úměrnou částici. Fotony jsou absorbovány atomy, které zase excitují elektrony. Když elektron dosáhne dostatečně vysoké úrovně energie, unikne pozitivní přitažlivosti jádra. Pokud hladina energie elektronů klesne, je vyzařován foton světla.
Teorie elektromagnetické vlny uvádí, že jakékoli zrychlení elektrického náboje nebo změna v magnetickém poli vytváří záření. Toto záření může přijít ve formě vlny nebo částice. Rychlost, vlnová délka a frekvence jsou faktory spojené s vlnami. Částice obsahují individualizovanou energii rovnou frekvenci. Bez ohledu na typ, elektromagnetické záření cestuje rychlostí světla ve vakuu. Tato skutečnost přiměla Alberta Einsteina k založení teorie relativity.