Elektromagnetno valovanje: Razlika med redakcijama

V [[Fizika|fiziki]] se '''elektromagnetno sevanje''' ('''EM sevanje''' ali '''EMR''') nanaša na valove (ali njihov kvante, [[Foton|fotone]]) [[Elektromagnetno polje|elektromagnetnega polja]], ki se širijo (sevajo) skozi [[prostor-čas]] in s seboj nosijo elektromagnetno energijo sevanja.<ref>{{citenavedi knjigo book|authorfirst1=PurcellEdward andM. Morin,|last1=Purcell Harvard|first2=David UniversityJ. |last2=Morin |title=Electricity and Magnetism, 820p|pages=820 |edition=3rd3. |publisher=Cambridge University Press, |location=New York |year=2013 |isbn=978-1-107-01402-2}} p|quote=str. 430: "»These waves... require no medium to support their propagation. Traveling electromagnetic waves carry energy, and... the ''Poynting'' vector describes the energy flow...;"« pstr. 440: »... the electromagnetic wave must have the following properties: 1) The field pattern travels with speed c (speed of light); 2) At every point within the wave... the electric field strength E equals "»c"« times the magnetic field strength B; 3) The electric field and the magnetic field are perpendicular to one another and to the direction of travel, or propagation."«}}</ref> Primeri EM sevanja so [[radijski valovi]], [[mikrovalovi]], [[Infrardeče valovanje|infrardeča]], [[Svetloba|(vidna) svetloba]], [[Ultravijolično valovanje|ultravijolično sevanje]], [[Rentgenski žarki|žarki X]] in [[Žarek gama|žarki gama]].<ref> {{citenavedi knjigo book|authorlast=Browne, |first=Michael |title=Physics for Engineering and Science, p427|pages=319–320 |edition=2nd2. |publisher=McGraw Hill/Schaum, |location=New York. |year=2013 |isbn=978-0-07-161399-6}}; p319|quote=str. 319: "»For historical reasons, different portions of the EM spectrum are given different names, although they are all the same kind of thing. Visible light constitutes a narrow range of the spectrum, from wavelengths of about 400-800 nm.... «;p str. 320: "»An electromagnetic wave carries forward momentum... If the radiation is absorbed by a surface, the momentum drops to zero and a force is exerted on the surface... Thus the radiation pressure of an electromagnetic wave is (formula)."«</ref>

Klasično, elektromagnetno sevanje je sinhrono [[nihanje]] [[Električno polje|električnega]] in [[Magnetno polje|magnetnega polja]] , ki se skozi [[vakuum]] širi s [[Hitrost svetlobe|hitrosthitrostjo svetlobe.]]. Polji nihata pravokotno drugo na drugo in pravokotno na smer širjenja energije in valovanja, oblikujeta torej prečni val. Točkovni viri (npr. svetilo) oddajajo valove v obliki krogle. Z vidika [[Spekter elektromagnetnega valovanja|elektromagnetnega spektra]] je za elektromagnetno sevanje značilna [[frekvenca]] ali enakovredno njegova [[valovna dolžina]]. Poznani deli elektromagnetnega spektra so, po naraščajoči frekvenci in padajoči valovni dolžini: radijski valovi, mikrovalovi, infrardeče sevanje, [[Vidni spekter|vidna svetloba]], ultravijolično sevanje, [[rentgenski žarki]] in [[Žarek gama|žarki gama]].<ref>{{citenavedi revijo journal|last1=Maxwell |first1=J. Clerk |title=A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field |journal=[[Philosophical Transactions of the Royal Society|Philosophical Transactions of the Royal Society of London]] |volume=155 |pages=459–512 |doi=10.1098/rstl.1865.0008 |dateyear=1 January 1865}}</ref>

EM sevanje oddaja sistem električno nabitih delcev, valovi po drugi strani pa lahko kasneje interagira z drugimi nabitimi delci. EM valovi odnašajo [[Energija|energijo]], [[Gibalna količina|gibalno količino]] in [[Vrtilna količina|vrtilno količino]] iz svojega vira in prenašajo te količine na [[Snov|snovjo]] , s katero pride v stik. [[Kvant|Kvanti]] elektromagnetnega sevanja se imenujejo [[Foton|fotoni]], njih [[mirovna masa]] je nič. S temi valovi povezano elektromagnetno sevanje se lahko prosto širi ("seva"), brez nadaljnega vpliva nabojev, katerih gibanje te valove proizvaja, ker so valovi od njih dovolj oddaljeni. Zato se o EMR tudi včasih opisuje tudi kot daljno polje. Nasprotje je bližnobližnje polje, ki se nanaša na EM polja v bližini nabojev in toka, ki jih neposredno ustvarja, na primer pri pojavih [[Elektromagnetna indukcija|elektromagnetne indukcije]] in elektrostatične indukcije.

[[Slika:VisibleEmrWavelengths.svg|sličica|PrikazujePrimerjava relativnevalovnih valovne dolžinedolžin elektromagnetnega valovanja iz treh različnih barvahbarv vidnega spektra (modrimodre, zelenizelene in rdečirdeče); skalamerilo je v mikrometrih.]]

Maxwell je izpeljal na valovno obliko električnih in magnetnih enačb, in tako odkril in utemeljil valovno naravo električnih in magnetnih polj in njih simetrijo. Ker je bila hitrost valovanja, ki jo napoveduje valovna enačba, bila enaka izmerjeni [[Hitrost svetlobe|hitrosti svetlobe]], je Maxwell prišel do zaključka, da [[Svetloba|je tudi [[svetloba]] sama elektromagnetno valovanje.><ref>{{Citenavedi splet web|url=http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Electromagnetic_radiation|title=Electromagnetic radiation - New World Encyclopedia |websitework=www.newworldencyclopedia.orgNew World Encyclopedia |language=en |access-date=2017-09-04 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170703093546/http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Electromagnetic_radiation |archivedate=3 July 2017-07-03 |df=dmy-all}}</ref><ref>{{Citenavedi splet web|url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/html/maxwell-s_impact_.html |title=The Impact of James Clerk Maxwell's Work |websitepublisher=www.clerkmaxwellfoundation.orgJames Clerk Maxwell Foundation |access-date=2017-09-04 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170917213509/http://www.clerkmaxwellfoundation.org/html/maxwell-s_impact_.html |archivedate=2017-09-17 September 2017|df=dmy-all}}</ref> Maxwellove enačbe je potrdil [[Heinrich Rudolf Hertz|Heinrich Hertz]] s poizkusi z radijskimi valovi.

Po [[Maxwellove enačbe|Maxwellovih enačbah je]] je [[električno polje]], katerega jakost je prostorsko odvisna, vedno povezano z [[Magnetno polje|magnetnim poljem]] , ki se s časom spreminja.<ref>Purcell, pstr. 438, section 9.4: ''An Electromagnetic Wave''.</ref> Prav tako je prostorsko odvisno magnetno polje povezano električnim poljem, ki se časovno spreminja. Valovanje električnega polja vedno spremlja valovanje magnetnega polja in obratno. Pri tem odosu med pojavoma ne gre za vzrok in posledico, do obeh pride skupaj, podobno kot velja za čas in prostor, kjer se spremembe pojavijo skupaj in so med seboj povezane v [[Posebna teorija relativnosti|posebne relativnosti]]. Dejansko lahko na magnetna polja gledamo kot na relativistično krivljenje električnega polja, tako da je vez s spremembami v prostoru in času več kot samo analogija. Obe polji skupaj predstavljata premikajoči se elektromagnetni val, ki se širi v prostor in ne potrebuje več stika s svojim izvorom. Oddaljeno EM polje, ki ga je vir ustvaril, nosi s seboj energijo, ki "»seva"« skozi prostor, od tod tudi izraz." »sevanje"«.

Moderna teoretična razlaga svetlobe sloni na dejstvu, da jo je mogoče razumeti hkrati kot valovanje in kot delce. Tako je treba razumeti ne samo svetlobo, temveč vse, kar se lahko s preskusi zazna. Vidik delcev je laže prepoznati, oziroma je bolj neposreden, kadar gre za predmete z veliko maso. Drzna trditev, ki jo je leta 1924 objavil [[Louis de Broglie]], je vodila do preskusov, ki so potrdili dualizem [[elektron]]a.<ref>{{citenavedi bookknjigo | authorlast=Browne, |first=Michael |chapter=de Broglie Waves |title= ''Physics for Engineering and Science'' | publisher= McGraw-Hill/Schaum |edition= 2nd2. | date=2010| isbn= 978-0-07-161399-6}} Chapter 36, page |pages=382: de Broglie Waves. "Light exhibits both wave properties |quote=Svetloba ima lastnosti valov (interferenca, lom) in lastnosti delcev (fotoelektrilnifotoelektrični efektučinek, sipanje.)"}}</ref>

[[Slika:EM_spectrumrevised.png{{glavni|desno|sličica|490x490_pik|[[Spekter elektromagnetnega valovanja|Elektromagnetni spekter]], območje vidne svetlobe je poudarjeno]]}}

EMElektromagnetno sevanje (poimenovanje "»sevanje"« izključuje statičnapojave električnastatično elektriko in magnetna inmagnetno vter bližinibližnje poljapolje) je razvrščen glede na valovno dolžino na [[Radijski valovi|radiu]], [[Mikrovalovi|mikrovalovnih]], [[Infrardeče valovanje|infrardečo]], [[Vidni spekter|vidno]], [[Ultravijolično valovanje|uv]], [[Rentgenski žarki|X-žarke]] in [[Žarek gama|gama žarke]]. Samovoljno elektromagnetni valovi, ki se lahko izrazi z Fouriereve analizo v smislu sinusiodalen dvobarvni valovi, ki pa se lahko vsak, ki se delijo v teh regijah EMR spektra.

{{Reflist|35em2}}