Was ist elektromagnetische Strahlung?

Elektromagnetische Strahlung ist autarke Energie mit elektrischen und magnetischen Feldkomponenten. Elektromagnetische Strahlung wird üblicherweise als "Licht", EM, EMR oder elektromagnetische Wellen bezeichnet. Die Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit durch ein Vakuum aus. Die Schwingungen der elektrischen und magnetischen Feldkomponenten sind senkrecht zueinander und zu der Richtung, in die sich die Welle bewegt. Die Wellen können entsprechend ihrer charakterisiert werden Wellenlängen, Frequenzen oder Energie.

Pakete oder Quanten elektromagnetischer Wellen werden Photonen genannt. Photonen haben keine Ruhemasse, aber sie haben einen Impuls oder eine relativistische Masse, so dass sie wie normale Materie immer noch von der Schwerkraft beeinflusst werden. Elektromagnetische Strahlung wird jedes Mal abgegeben, wenn geladene Teilchen beschleunigt werden.

Das elektromagnetische Spektrum umfasst alle Arten elektromagnetischer Strahlung. Von der längsten Wellenlänge / niedrigsten Energie bis zur kürzesten Wellenlänge / höchsten Energie ist die Reihenfolge des Spektrums Radio, Mikrowelle, Infrarot, sichtbar, ultraviolett, Röntgen und Gammastrahl. Eine einfache Möglichkeit, sich an die Reihenfolge des Spektrums zu erinnern, ist die Verwendung der Mnemonik "

Elektromagnetische Strahlung kann als ionisierende oder nichtionisierende Strahlung eingestuft werden. Ionisierende Strahlung hat genügend Energie, um chemische Bindungen aufzubrechen und Elektronen genügend Energie zu geben, um ihren Atomen zu entweichen und Ionen zu bilden. Nichtionisierende Strahlung kann von Atomen und Molekülen absorbiert werden. Während die Strahlung liefern kann Aktivierungsenergie Um chemische Reaktionen auszulösen und Bindungen aufzubrechen, ist die Energie zu niedrig, um ein Entweichen oder Einfangen von Elektronen zu ermöglichen. Strahlung, die energetischer ist als ultraviolettes Licht, ionisiert. Strahlung, die weniger energetisch ist als ultraviolettes Licht (einschließlich sichtbares Licht), ist nicht ionisierend. Kurzwelliges ultraviolettes Licht ionisiert.

Wellenlängen des Lichts außerhalb des sichtbaren Spektrums wurden Anfang des 19. Jahrhunderts entdeckt. William Herschel beschrieb 1800 Infrarotstrahlung. Johann Wilhelm Ritter entdeckte 1801 ultraviolette Strahlung. Beide Wissenschaftler entdeckten das Licht mithilfe eines Prismas, um das Sonnenlicht in seine Wellenlängenkomponenten aufzuteilen. Die Gleichungen zur Beschreibung elektromagnetischer Felder wurden von James Clerk Maxwell in den Jahren 1862-1964 entwickelt. Vor James Clerk Maxwells einheitlicher Theorie des Elektromagnetismus glaubten Wissenschaftler, Elektrizität und Magnetismus seien getrennte Kräfte.