User:JaneJosifovski/sandbox

Електромагнетното зрачење (скрат. „ЕМ зрачење“ или „ЕМЗ“) е вид на енергија која покажува бранови карактеристики како што патува низ просторот. ЕМЗ има електрични и магнетни компоненти кои осцилираат во фаза нормални едно на друго и нормално на насоката на движење. Електромагнетното зрачење се класификува според честотата (фреквенцијата) на бранот. Ако се наредат според зголемување на честотата или намалување на брановата должина, постојат радиобранови, микробранови, инфрацрвено зрачење, видлива светлина,ултравиолетово зрачење, Рентгенски (X) зраци, и гама-зраци. Очите на повеќето организми се чувствителни на мал и променлив дел на честоти кои се нарекуваат видлив спектар. Фотон е квантум на електромагнетните замодејства, основна единица на светлината и сите други видови на ЕМЗ, и исто така е и одговорен за електромагнетната сила. ЕМ зрачењето има и енергија и моментум кои можат да бидат пренесени до материјата со којашто заемодејствуваат.

Карактеристики[уреди
Електромагнетните бранови можат да се замислат како само пропагирачки напречно осцилаторни бранови составени од електрични и магнетни полиња. Овој дијаграм покажува линеарно поларизиран бран кој пропагира од десно кон лево. Електричното поле е во вертикалната рамнина а магнетното е во хоризонталната. Физиката на електромагнетното зрачење е електродинамика. Електромагнетизам е физичка појава поврзана со теоријата на електродинамикатаЕлектричните и магнетните полиња го почитуваат принципот на суперпозиција. Така, полето настаното поради некоја честичка или електрично поле кое осцилира со време, се надодава на полињата кои се присутни во просторот поради некои други причини. Понатаму, бидејки тие се векторски полиња, магнетните и електричните полиња морат да се додадат според собирање на вектори. На пример, во оптиката, два или повеке кохеретни бранови на светлината можат да се сретнат, и со конструктивно или деструктивно мешање да дадат зрачење кое се разликува од збирот на поединечните бранови. Бидејки светлината е осцилација, таа не е афектирана од патувањето низ статични статични електрични и магнетни полиња во линеарен медиум како што е вакуум. Мегутоа, во нонлинеарни медиуми, како што се некои кристали, можат да се случат замодејства помеѓу светлината и статичните електрични и магнетни полиња – тука спаѓаат Фарадеевиот и Керовиот ефект. Кај прекршувањето (рефракција), бранот кој преминува од едан во друга средина со различна густина ја менува својата брзина и насоката на влегување во новиот медум. Односот на показателите на прекршување на средините го искажува степенот на прекршување, кое е покажано преку Снелов закон. Светлината се разделува во видлив спектар кога ке наиде на призма бидејки показателот на прекршување на призмата зависи од брановата должина (дисперзија) ЕМ зрачењето покажува и бранови карактеристики и карактеристики на честички во исто време. И двете карактеристики биле потврдени во голем број на експерименти. Брановите карактеристики се поочигледни кога ЕМ зрачењето е измерено врз релативно големи временски интервали и големи растојанија додека карактеристиките на честички се поочигледни кога се мерат мали временски интервали и мали растојанија. На пример, кога електромагнетното зрачење се впива во материјата, дискретната природа на светлината ќе биде многу поочигледна ако просечниот број на фотони во коцка со страна долга колку релевантната бранова должина е многу помал од 1. При впивањето на светлината, не е премногу тешко да се види не униформната дистрибуција на енергијата. Поточно кажано, сепак тоа не е доказ за однесувањето на светлината како честички, туку тоа ја покажува квантната природа на материјата. Постојат експерименти во кои и бранови и ефекти на честичната природа на светлината се појавуваат во ист експеримент како што е интерференција на еден фотон. Вистински еден фотон експерименти (во квантно оптичка смисла) можат да се направат денес во лаборатории на додипломско ниво. Кога еден фотон е испратен преку интерферометар, тој проага низ двете патеки, интерферира сам со себе, како што прават брановите, но сепак се детектира со фотомултиплиер или друг детектор само еднаш.

Бранов модел[уреди
Електромагнетното зрачење е попречен бран што значи дека осцилациите на брановие се нормални на насоката на пренос на енергијата и патувањето. Важен аспект на природата на светлината е честотата. Честотата на бранот е стапка на осцилирање, се мери во Херци, која е СИ единица за честота, 1 херц е еднаков на една осцилација во секунда. Светлќната обично имаспектар на честоти кои се собираат и заедно го прават добиениот бран. Различни честоти се подложени на различни агли на прекршување. Брановите од електромагнетниот спектар варираат во големината, од радиобранови поголеми и од зграда, до гама-бранови, помали и од атомското јадро. Честотата е обратнопропорционална на брановата должина според равенката: Кадешто, v е брзината на бранот (во вакуум, или помалку од другите средини), f е честотата и λ е брановата должина. Како што брановите преминуваат од една во друга средина, нивната брзина се менува но нивните честоти остануваат постојани. Интерференција е сложување на два или повеке бранови што резултира со нова бранова шема. Ако полињата имаат компоненти во иста насока тие интерферираат конструктивно, а ако се во спротивни насоки има деструктивна интерференција. Енергијата во електромагнетните бранови понекогаш се нарекува израчена енергија.

Честичен модел[уреди
Бидејки енергијата на ЕМ бранот е квантувана, во овој модел на ЕМ зрачењето, бран се состои од дисктретни пакети на енергијата, кванти, наречени фотони. Честотата на брановите е пропорционална со енергијата на честичките. Бидејќи фотоните се оддаваат и впиваат од наелектризирани честички, тие дејствуваат како преносители на енергија. Енергијата на фотон може да се пресмета од Ајнштајн-Планковата равенка: Кадешто, Е е енергијата, h е Планковата константа, а f е честотата (фреквенцијата). Енергијата е најчесто изразена во електронволти. (еВ или eV) Оваа енергија е специјален случај на енергетските нивоа на погенералниот електромагнетен осцилатор,чија просечна енергија, која се користи за да се изведе Планковиот закон за зрачењето, може да се покаже дека се разликува драстично од предвидената теорија на ниска температура, и така го покажува неуспехот на истата поради квантните ефекти на ниска температура. Кога фотонот се впива од страна на атомот, тој го возбудува атомот, и го подигнува електронот на повисоко ниво на енергија. Ако енергијата е доволно голема, така што електронот се издигне на доволно високо ниво на енергија, тој може да избега од привлекувачката сила на јадрото и да се ослободи од атомот во процес наречен фотојонизација. Спротивно на тоа, кога електрон се спушта на пониско ниво на енергија во атомот, оддава фотони од светлината, чија енергија е еднаква на енергетската разлика помегу двете нивоа во атомот. Бидејки енергетските нивоа во атомите се дискретни, секој елемент оддава и впива свои сопствени карактеристични честоти. Заедно, овие ефекти ја објаснуваат спектарот на зрачење и впивање на светлината. Темните предели во впивливиот спектар се должат на атоми во средината кои впиваат различни честоти на светлина. Составот на средината низ која патува светлината ја одредува природата на спектарот на впивање. На пример, темните бандови во светлината оддадена од далечните звезди се долзи на атомите во атмосферата на таа звезда. Овие бендови одговараат на дозволените нивоа на енергија во атомите. Сличен појава се случува и за оддавањето. Како што електроните се спуштаат на пониско ниво на енергија, се оддава спектар кој ги претставува скоковите мегу енергетските ниво на електроните. Ова се манифестира во спектарот на зрачење на маглинитево вселената. Денес, научниците ги користат овие појави за да ги наблудуваат елементите од кои се состои одредена звезда. Тоа исто така се користи и за одредување на растојанието на звесдата, користејки го црвеното преместување.