Radiação eletromagnética

Autor: Leandro Alegsa

26-01-2021

Ondas eletromagnéticas são ondas que contêm um campo elétrico e um campo magnético e transportam energia. Elas viajam na velocidade da luz.

Mecânica quântica desenvolvida a partir do estudo das ondas eletromagnéticas. Este campo inclui o estudo tanto da luz visível quanto da invisível. A luz visível é a luz que se pode ver com a visão normal, nas cores do arco-íris. Luz invisível é a luz que não se pode ver com a visão normal e inclui ondas mais energéticas e de maior freqüência, tais como raios ultravioleta, raios X e raios gama. Ondas com comprimentos mais longos, tais como infravermelho, micro e ondas de rádio, também são exploradas no campo da mecânica quântica.

Alguns tipos de radiação eletromagnética, como as radiações X, são radiações ionizantes e podem ser prejudiciais ao seu corpo. Os raios ultravioleta estão próximos à extremidade violeta do espectro da luz e os infravermelhos estão próximos à extremidade vermelha. Os raios infravermelhos são raios de calor e os raios ultravioleta causam queimaduras solares.

As várias partes do espectro eletromagnético diferem em comprimento de onda, freqüência e energia quântica.

Ondas sonoras não são ondas eletromagnéticas, mas ondas de pressão no ar, água ou qualquer outra substância.

A gama de freqüências eletromagnéticas. "UHF" significa "freqüência ultra-alta", VHF é "freqüência muito alta". Ambas eram usadas anteriormente para televisão nos EUA.

Formulação matemática

Em física, é bem conhecido que a equação da onda para uma onda típica é

∇ 2 f = 1 c 2 ∂ 2 f ∂ t 2 {\i1}displaystyle ^{2}f={\i1}frac ^{\i}{c^2}}{\i1}frac ^{\i}frac ^{\i}{\i1}parcial t^{2}}}} $\nabla ^{2}f={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}f}{\partial t^{2}}}$

O problema agora é provar que as equações de Maxwell provam explicitamente que os campos elétricos e magnéticos criam radiação eletromagnética. Lembre-se de que duas das equações de Maxwell são dadas por

∇ × E = - ∂ B ∂ t {\i1}displaystyle {\i}mathbf {E} =-{\i1}frac {\i1}mathbf t parcial $\nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}$

∇ × B = μ o j + μ o ϵ o ∂ E ∂ t {\i1}displaystyle {\i}mathbf {\i} =mu _{\i}mathbf {j} +\mu _o_epsilon _o}frac {\i1}frac {\i}parcialmathbf t parcial $\nabla \times \mathbf {B} =\mu _{o}\mathbf {j} +\mu _{o}\epsilon _{o}{\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}$

Ao avaliar a ondulação das equações acima e o cálculo vetorial, pode-se provar as seguintes equações

∇ 2 E = 1 c 2 ∂ 2 E ∂ t {\i1}displaystyle ^{2}mathbf {E} ={\i1}frac {\i}{c^2}}frac {\i}frac {\i}parcial ^{\i}mathbf t parcial $\nabla ^{2}\mathbf {E} ={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {E} }{\partial t}}$

∇ 2 B = 1 c 2 ∂ 2 B ∂ t {\i1}displaystyle ^{\i}mathbf {\i} ={\i1}c^{\i}frac {\i}{\i1}frac {\i}frac {\i}parcial ^{\i}mathbf t parcial $\nabla ^{2}\mathbf {B} ={\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {B} }{\partial t}}$

Nota: a prova envolve fazer a substituição

c = 1 μ o ϵ c=frac {\i}{\i}{\i1}{\i}{\i}mu _\i}epsilon }}}} $c={\frac {1}{\sqrt {\mu _{o}\epsilon }}}$

As equações acima são análogas à equação da onda, substituindo f por E e B. As equações acima significam que as propagações através dos campos magnéticos (B) e elétricos (E) produzirão ondas.

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Fóton

Perguntas e Respostas

P: O que são ondas eletromagnéticas?

R: Ondas eletromagnéticas são ondas que contêm um campo elétrico e um campo magnético e carregam energia. Elas viajam à velocidade da luz (299.792.458 metros por segundo).

P: O que é mecânica quântica?

R: A mecânica quântica é um campo de estudo que se desenvolveu a partir do estudo das ondas eletromagnéticas. Ela inclui o estudo tanto da luz visível quanto da invisível.

P: Que tipos de radiação eletromagnética podem ser prejudiciais ao seu corpo?

R: Alguns tipos de radiação eletromagnética, como as radiações X, são radiações ionizantes e podem ser prejudiciais ao seu corpo.

P: Onde os raios ultravioletas incidem sobre o espectro da luz?

R: Os raios ultravioletas estão perto da extremidade violeta do espectro da luz.

P: Onde os raios infravermelhos caem sobre o espectro da luz?

R: Os raios infravermelhos estão perto da extremidade vermelha do espectro da luz.

P: Como os raios infravermelhos diferem dos raios ultravioletas?

R: R: Os raios infravermelhos são usados como raios de calor e os raios ultravioletas causam queimaduras solares.

P: As ondas sonoras são consideradas ondas eletromagnéticas?

R: Não, ondas sonoras não são ondas eletromagnéticas, mas sim ondas de pressão no ar, na água ou em qualquer outra substância.