Elektromagnētiskais starojums, elektromagnētiskie viļņi
Elektromagnētiskās svārstības, kas brīvā telpā (vakuumā) izplatās ar galīgu ātrumu - apmēram 300 000 km/s.
Pie tiem pieder gaismas un radioviļņi, rentgenstari u.c.
Vakuumā izplatās ar gaismas ātrumu, bet vielā to ātrums atkarīgs no vides dielektriskajām īpašībām. Zemes atmosfēra nelaiž cauri visus no kosmosa nākošos elektromagnētiskā starojuma veidus (piemēram, tā ekranē gandrīz visu ultravioleto starojumu, rentgenu un gamma-starus).
Klasiskajā elektrodinamikā tie ir elektromagnētiskie viļņi, ko izstaro kustīgas lādētas daļiņas. Kvantu teorijā tie ir gaismas kvanti - fotoni, kas rodas, ja mikrosistēma (atoms, molekula, kristālrežģis, atoma kodols) maina savu kvantu stāvokli. Atoms, kas atrodas ierosinātā stāvoklī, pēc kāda laika spontāni pāriet stāvoklī ar mazāku enerģiju un izstaro fotonu - spontānais starojums. Ja starojuma lauka kvants, kam ir noteikta enerģija un polarizācija, ierosina otra tāda paša kvanta emisiju, rodas inducētais starojums. Kvantu pārejas varbūtību nosaka Einšteina koeficienti.
Vēsture. 1865.gadā Dž.K.Maksvels (Anglija) pirmais izstrādāja elektromagnētiskā lauka teoriju, no kuras izrietēja secinājums, ka eksistē brīvi, ar lādiņiem nesaistīti elektromagnētiskie viļņi, kas izplatās ar gaismas ātrumu.
1888.gadā vācu fiziķis H.Hercs elektromagnētiskos viļņus atklāja eksperimentāli.
1900.gadā M.Planks ieviesa kvantu jēdzienu, pētot termisko starojumu.
1905.gadā A.Einšteins radīja relativitātes teoriju, pētīdams elektromagnētisko viļņu izplatīšanos kustīgās vidēs.
Elektromagnētisko viļņu teorijai liela nozīme mūsdienu fizikas veidošanā. Mūsdienās elektromagnētiskos viļņus pētī kvantu elektrodinamika.
Viļņu garums. Lambda = c / v, kur v ir frekvence, ar kādu vilnī mainās elektriskā lauka intensitāte E un magnētiskā lauka intensitāte H.
Dažādi elektromagnētisko viļņu veidi ir ar dažādiem viļņu garumiem un elektromagnētisko viļņu skalā ieņem dažādus diapazonus. Elektromagnētisko viļņu tipu, polarizācijas veidu u.c. īpašības nosaka gan viļņu avota raksturs, gan vides īpašības kurās tie izplatās. dažādu diapazonu elektromagnētiskie viļņie, ir atšķirīgas ierosināšanas un reģistrēšanas metodes, kā arī mijiedarbība ar vielu. Garo viļņu (līdz optiskajam starojumam) izstarošana un īpašības apraksta klasiskā elektrodinamika. Elektromagnētiskā viļņa garumam samazinoties, arvien vairāk izpaužas viļņa kvantu īpašības, ko apraksta kvantu elektrodinamika, kas elektromagnētisko satarojumu interpretē kā fotonu plūsmu.
Gamma starojums.
Infrasarkanais starojums.
Radioviļņi.
Rentgena starojums.
Optiskais starojums.
Ultravioletais starojums.
Elektromagnētisko viļņu īpašības apraksta Maksvela vienādojumi. Elektromagnētisko viļņu starotāji ir lādētas elementārdaļiņas, kas atrodas paātrinātā kustībā. Elektromagnētiskie viļņi pārnes mainīga elektromagnētiskā lauka enerģija. Viļņu izplatīšanās ātrums atkarīgs no vides īpašībām.
Elektromagnētiskos viļņus izmanto sakaru tehnikā (radioviļņu izstarošana un uztveršana), kvantu ģeneratoros. Vielai raksturīgā emisijas un absorbcijas elektromagnētisko viļņu reģistrēšana un analīze ir plaši lietota vielas pētīšanas metode, ko izmanto spektrālanalīzē, rentgenstruktūranalīzē, radiospektroskopijā.
