전자 파란?
전자기파라는 용어는 전자기파 (EMR)가 공간을 통과하는 방식을 나타냅니다. 여러 형태의 EMR은 파장에 의해 구별되는데, 파장은 많은 야드 (미터)에서 원자핵의 직경보다 작은 거리까지 다양합니다. 전체 범위는 파장 순서대로 감소하며 전자파, 가시 광선, 자외선 및 X 선을 통과하는 전파에서 감마선으로 이동하며 전자기 스펙트럼이라고합니다. 전자파는 과학과 일상 생활에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다.
빛의 파도
여러 측면에서 전자기파는 물의 잔물결 또는 공기와 같은 매체를 통과하는 소리와 유사하게 작동합니다. 예를 들어, 두 개의 좁은 슬릿이있는 장벽을 통해 스크린에 빛이 비추면 밝고 어두운 줄무늬가 보입니다. 이것을 간섭 패턴이라고합니다. 한 슬릿의 파문이 다른 슬릿의 파문을 만나면 서로 강화하여 밝은 줄무늬를 형성하지만 크레스트가 구유를 만나면 취소되고 어두운 줄무늬가 남습니다. 항구 벽 주위의 해수 차단기와 같은 장애물 주위에서도 빛이 구부러 질 수 있습니다. 이것을 회절이라고합니다. 이러한 현상은 파도와 같은 빛의 성질에 대한 증거를 제공합니다.
소리처럼 빛은 어떤 종류의 매개체를 통과해야한다고 오랫동안 생각되어왔다. 이것은“에테르”라는 이름이 주어졌으며 때로는“에테르”라는 철자가 있었으며 공간을 채웠지만 단단한 물체가 방해받지 않고 지나갈 수있는 보이지 않는 물질로 여겨졌습니다. 서로 다른 방향으로 빛의 속도에 미치는 영향으로 에테르를 감지하도록 설계된 실험은 모두 그것에 대한 증거를 찾지 못했으며 결국 그 아이디어는 거부되었습니다. 빛과 다른 형태의 EMR은 매체를 필요로하지 않았으며 빈 공간을 통과 할 수 있음이 분명했습니다.
파장과 주파수
파도와 마찬가지로 전자기파에도 피크와 트로프가 있습니다. 파장은 사이클마다 사이클의 동일한 두 지점 사이의 거리, 예를 들어 하나의 피크 또는 크레스트와 다음 피크 사이의 거리입니다. EMR은 또한 주어진 시간 간격으로 지나가는 파고의 수인 빈도로 정의 할 수 있습니다. 모든 형태의 EMR은 빛의 속도와 같은 속도로 이동합니다. 따라서 주파수는 전적으로 파장에 의존합니다. 파장이 짧을수록 주파수가 높아집니다.
에너지
더 짧은 파장 또는 더 높은 주파수의 EMR은 더 긴 파장 또는 더 낮은 주파수보다 더 많은 에너지를 전달합니다. 전자파에 의해 운반되는 에너지는 그것이 물질에 어떻게 영향을 미치는지를 결정합니다. 저주파 전파는 원자와 분자를 약간 교란시키는 반면, 마이크로파는 더 활발하게 움직입니다. 재료가 가열됩니다. X 선과 감마선은 펀치를 훨씬 더 많이 포장합니다. 화학 결합을 끊고 전자를 원자에서 떨어 뜨려 이온을 형성 할 수 있습니다. 이러한 이유로, 그들은 이온화 방사선으로 설명됩니다.
전자파의 기원
빛과 전자기의 관계는 19 세기 물리학 자 James Clerk Maxwell의 연구에 의해 확립되었습니다. 이로 인해 빛과 같은 전자기파가 전자기장에서 교란 또는 리플로 간주되어 전기적으로 대전 된 입자의 움직임에 의해 생성되는 전기 역학에 대한 연구가 이루어졌습니다. 존재하지 않는 에테르와 달리, 전자기장은 단순히 유형의 물질이 아니라 하전 입자의 영향의 영역입니다.
이후 20 세기 초의 연구에서 EMR은 입자와 유사한 특성을 가지고 있음을 보여주었습니다. 전자기 방사선을 구성하는 입자를 광자 라고 합니다 . 모순되는 것처럼 보이지만 EMR은 수행되는 실험 유형에 따라 파도 또는 입자로 작동 할 수 있습니다. 이것을 파 입자 이중성이라고합니다. 또한 아 원자 입자, 전체 원자 및 상당히 큰 분자에도 적용되며, 때로는 모두 파도처럼 행동 할 수 있습니다.
양자 이론이 개발되면서 파 입자 이중성이 나타났다. 이 이론에 따르면,“파”는 주어진 위치에서 광자와 같은 입자를 찾을 확률을 나타냅니다. 입자의 파도 같은 성질과 파도의 입자 같은 성질은 많은 과학적 논쟁과 마음을 사로 잡는 아이디어를 불러 일으켰지 만 실제로 그것이 무엇을 의미하는지에 대한 전반적인 합의는 이루어지지 않았습니다.
양자 이론에서, 아 원자 입자가 에너지를 방출 할 때 전자기 방사선이 생성됩니다. 예를 들어, 원자에있는 전자는 에너지를 흡수 할 수 있지만 결국 더 낮은 에너지 레벨로 떨어 뜨려 에너지를 EMR로 방출해야합니다. 관찰 방법에 따라이 방사선은 입자 또는 전자기파로 나타날 수 있습니다.
용도
많은 현대 기술은 전자기파에 의존합니다. 라디오, 텔레비전, 휴대 전화 및 인터넷은 공중, 우주 또는 광섬유 케이블을 통한 무선 주파수 EMR의 전송에 의존합니다. DVD 및 오디오 CD를 기록하고 재생하는 데 사용되는 레이저는 광파를 사용하여 디스크에 쓰고 읽습니다. X 선 기계는 의약품 및 공항 보안에 필수적인 도구입니다. 과학에서 우주에 대한 우리의 지식은 주로 먼 별과 은하계의 빛, 전파 및 X- 선 분석에서 비롯됩니다.
위험
전파와 같은 저에너지 전자파는 유해하다고 생각되지 않습니다. 그러나 에너지가 높을수록 EMR이 위험에 노출됩니다. X 선 및 감마선과 같은 이온화 방사선은 살아있는 세포를 죽이거나 손상시킬 수 있습니다. 그들은 또한 DNA를 변형시켜 암으로 이어질 수 있습니다. 의료용 X- 레이로 인한 환자의 위험은 무시할만한 수준으로 여겨지지만 정기적으로 노출되는 방사선 투과 검사는 X- 레이가 침투 할 수없는 앞치마를 착용하여 스스로를 보호합니다. 햇빛에있는 자외선은 햇볕에 화상을 입을 수 있으며 노출이 과도하면 피부암을 일으킬 수도 있습니다.