電磁放射の定義
ブリタニカ百科事典/UIG /ゲッティイメージズ
電磁放射は、電場と磁場の成分を持つ自立エネルギーです。電磁放射は、一般に「光」、EM、EMR、または電磁波と呼ばれます。波は真空中を光速で伝わる。電場成分と磁場成分の振動は、互いに垂直であり、波が移動する方向に対しても垂直です。波は、それらに従って特徴付けることができます 波長 、周波数、またはエネルギー。
電磁波のパケットまたは量子は、光子と呼ばれます。光子の静止質量はゼロですが、運動量または相対論的質量であるため、通常の物質と同様に重力の影響を受けます。電磁放射は、荷電粒子が加速されるたびに放出されます。
電磁スペクトル
電磁スペクトルには、すべてのタイプの電磁放射が含まれます。最も長い波長/最も低いエネルギーから、最も短い波長/最も高いエネルギーまで、スペクトルの順序は、電波、マイクロ波、赤外線、可視、紫外線、X 線、およびガンマ線です。スペクトルの順序を覚える簡単な方法は、ニーモニック ' R アビット M 食べた 私 n の エリー の 通常と バツ 物思いに沈んだ G 燃焼。'
- 電波は星から放出され、音声データを送信するために人によって生成されます。
- マイクロ波放射 星や銀河から放出されています。電波天文学（マイクロ波を含む）を使って観測されています。人間はそれを使って食品を加熱し、データを送信します。
- 赤外線は、生物を含む暖かい物体から放出されます。また、星の間のちりやガスからも放出されます。
- の 可視スペクトル 人間の目によって知覚されるスペクトルのごく一部です。星、ランプ、およびいくつかの化学反応によって放出されます。
- 紫外線は 太陽を含む恒星から放出される。過度の露出による健康への影響には、日焼け、皮膚がん、白内障などがあります。
- 宇宙の高温ガス X線を出す .それらは、画像診断のために生成され、人間によって使用されます。
- 宇宙が放つ ガンマ線 . X線が使用される方法と同様に、画像化に利用される可能性があります。
電離放射線と非電離放射線
電磁放射線は、電離放射線または非電離放射線に分類されます。電離放射線は、化学結合を破壊するのに十分なエネルギーを持っており、電子が原子から逃げるのに十分なエネルギーを与えてイオンを形成します。非電離放射線は原子や分子に吸収されることがあります。放射線は提供するかもしれませんが、 活性化エネルギー 化学反応を開始して結合を切断するには、エネルギーが低すぎて電子を逃がしたり捕獲したりできません。紫外線よりもエネルギーの強い放射線は電離しています。紫外光 (可視光を含む) よりエネルギーの低い放射線は、非電離です。短波長紫外線は電離しています。
発見の歴史
可視スペクトル外の光の波長は、19 世紀初頭に発見されました。ウィリアム・ハーシェルは 1800 年に赤外線を記述しました。ヨハン・ヴィルヘルム・リッターは 1801 年に紫外線を発見しました。両方の科学者は、プリズムを使用して太陽光をその構成波長に分割して光を検出しました。電磁界を記述する方程式は、1862 年から 1964 年にかけて James Clerk Maxwell によって開発されました。ジェームズ・クラーク・マクスウェルの電磁気学の統一理論以前は、科学者は電気と磁気は別の力であると信じていました。
電磁相互作用
マクスウェルの方程式は、4 つの主な電磁相互作用を表しています。
- 電荷間の引力または反発力は、それらを隔てる距離の 2 乗に反比例します。
- 移動する電場は磁場を生成し、移動する磁場は電場を生成します。
- ワイヤ内の電流は磁場を生成し、磁場の方向は電流の方向に依存します。
- 磁気単極子はありません。磁極はペアになっており、電荷のように互いに引き付けたり反発したりします。