Elektromagnetisk stråling
Elektromagnetiske bølger er bølger, der indeholder et elektrisk felt og et magnetfelt og bærer energi. De bevæger sig med lysetshastighed.
Kvantemekanikken udviklede sig fra studiet af elektromagnetiske bølger. Dette område omfatter studiet af både synligt og usynligt lys. Synligt lys er det lys, som man kan se med normale øjne i regnbuens farver. Usynligt lys er det lys, man ikke kan se med normale øjne, og det omfatter mere energirige og højere frekvensbølger som ultraviolet, røntgenstråler og gammastråler. Bølger med længere længder, f.eks. infrarøde bølger, mikrobølger og radiobølger, undersøges også inden for kvantemekanikken.
Nogle typer elektromagnetisk stråling, f.eks. røntgenstråler, er ioniserende stråling og kan være skadelige for din krop. Ultraviolette stråler er nær den violette ende af lysspektret, og infrarøde stråler er nær den røde ende. Infrarøde stråler er varmestråler, og ultraviolette stråler forårsager solskoldning.
De forskellige dele af det elektromagnetiske spektrum er forskellige i bølgelængde, frekvens og kvanteenergi.
Lydbølger er ikke elektromagnetiske bølger, men trykbølger i luft, vand eller et andet stof.
Omfanget af elektromagnetiske frekvenser. "UHF" betyder "ultrahøjfrekvent", VHF er "meget højfrekvent". Begge blev tidligere brugt til fjernsyn i USA.
Matematisk formulering
I fysik er det velkendt, at bølgeligningen for en typisk bølge er
∇ 2 f = 1 c 2 ∂ 2 f ∂ t 2 {\displaystyle \nabla ^{2}f={\frac {1}{c^{2}}}}{\frac {\partial ^{2}f}{\partial t^{2}}}} 
Problemet er nu at bevise, at Maxwells ligninger udtrykkeligt beviser, at de elektriske og magnetiske felter skaber elektromagnetisk stråling. Husk, at to af Maxwells ligninger er givet ved
∇ × E = - - ∂ B ∂ t {\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}}}} 
∇ × B = μ o j + μ o ϵ o ∂ E ∂ t {\displaystyle \nabla \nabla \times \mathbf {B} =\mu _{o}\mathbf {j} +\mu _{o}\epsilon _{o}{\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}}} 
Ved at evaluere krøllet af ovenstående ligninger og vektorregning kan man bevise følgende ligninger
∇ 2 E = 1 c 2 ∂ 2 E ∂ t {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {E} ={\frac {1}{c^{2}}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {E} }{\partial t}}}} 
∇ 2 B = 1 c 2 ∂ 2 B ∂ t {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {B} ={\frac {1}{c^{2}}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {B} }{\partial t}}}} 
Bemærk: Beviset indebærer, at der foretages følgende substitution
c = 1 μ o ϵ {\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\mu _{o}\epsilon }}}} 
Ovenstående ligninger svarer til bølgeligningen ved at erstatte f med E og B. Ovenstående ligninger betyder, at udbredelse gennem de magnetiske (B) og elektriske (E) felter vil producere bølger.
Relaterede sider
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er elektromagnetiske bølger?
A: Elektromagnetiske bølger er bølger, der indeholder et elektrisk felt og et magnetfelt og bærer energi. De bevæger sig med lysets hastighed (299.792.458 meter i sekundet).
Spørgsmål: Hvad er kvantemekanik?
Svar: Kvantemekanik er et forskningsområde, der er udviklet på baggrund af studiet af elektromagnetiske bølger. Den omfatter studiet af både synligt og usynligt lys.
Spørgsmål: Hvilke typer elektromagnetisk stråling kan være skadelige for kroppen?
A: Nogle typer elektromagnetisk stråling, f.eks. røntgenstråler, er ioniserende stråling og kan være skadelige for kroppen.
Sp: Hvor i lysspektret befinder ultraviolette stråler sig?
A: Ultraviolette stråler ligger nær den violette ende af lysspektret.
Sp: Hvor i lysspektret hører de infrarøde stråler til?
Svar: Infrarøde stråler ligger nær den røde ende af lysspektret.
Sp: Hvordan adskiller infrarøde stråler sig fra ultraviolette stråler?
A: Infrarøde stråler bruges som varmestråler, mens ultraviolette stråler forårsager solskoldning.
Sp: Bliver lydbølger betragtet som elektromagnetiske bølger?
Svar: Nej, lydbølger er ikke elektromagnetiske bølger, men er snarere trykbølger i luft, vand eller andre stoffer.
