Az előző napi bejegyzésemben az elektromágneses spektrum angol nyelvű változatát tettem be, ami NASA honlapjáról származik (szabadon terjeszthető hivatkozással), ma pedig egy magyar változatot csodálhatunk meg:

forrás:https://commons.wikimedia.org

(Igazából az eredeti forrással , készítővel nem vagyok tisztába, de ennek a képnek a sok-sok nyelvű változata mind ezen a címen található. Bocsánat.)

Beszéljünk egy kicsit a sugárzás fizikai törvényeiről.

Nagyon, nagyon sokáig az emberi történelem során nem álltak rendelkezésünkre eszközök, műszerek, hogy a minket körülvevő sugárzásokat érzékelni, mérni tudjuk. Miért is? Először is az elektromágneses sugárzások nagyon kis része tapasztalható meg azokkal az eszközökkel, ami mindenkinek a rendelkezésére áll, vagyis az emberi látás, hallás, tapintás, szaglás vagy ízlelés. A mi érzékszerveink közül csak a látás alkalmas az elektromágneses hullámok egy részének az érzékelésére. De a látható fény csak egészen kis részét képezi az elektromágneses hullámok nagy csoportjának. Érzékeltessük a következő ábrával: ugye milyen elenyésző része az összesnek a  nekünk látható fény?

A különböző energiaforrások, úgy a mesterségesek, mint a természetesek, elektromágneses energiát sugároznak ki. Az energia is fizikai tulajdonságokkal leírható, és tudósok hosszú sora rájött, miszerint az elektromágneses energia szinusz hullám formájában, a fény sebességével terjed (vákuumban). Három jellemző alapján írhatjuk le az elektromágneses hullámokat: a hullámhossz, a sebesség és a frekvencia.

Az alábbi ábrán az első grafikonon az E – elektromágnes tér, M – mágneses tér, C – fénysebesség, a másodikon a λ - hullámhossz

forrás: http://www.tankonyvtar.hu

Ahogy azt az ábrán láthatjuk, a két szomszédos hullám csúcsa közötti távolságot hullámhossznak (λ), az időegység alatt egy ponton áthaladó csúcsok számát frekvenciának (f) nevezzük. A fény sebessége állandó érték, így a hullámhossz és a frekvencia fordítottan arányosak és egyértelműen jellemzik az elektromágneses sugárzást.

c = f*λ

c – fénysebessége, f – frekvencia, λ - hullámhossz

Ezt a képletet, összefüggést a hullámelmélet alapján írhattuk fel.

De ahogy egy halhatatlan bohóc mondogatta mindig: "Van máááásiiiik!". És az a másik a kvantum elmélet.  A kvantumelmélet szerint az elektromágneses sugárzás hordozója egy diszkrét egység, amit fotonnak vagy kvantumnak nevezünk.

Q = h* f

Q - egy kvantum energiája, (J), f - frekvencia (Hz), h - Planck-állandó, 6,626 ∗10 ^–34 Js

Helyezzük bele ebbe az összefüggésünkbe a c=f*λ-ból kifejezett frekvenciát, vagyis a hullámhossz és a fény sebessége segítségével fejezzük ki. Így láthatjuk, hogy egy kvantum energiája fordítottan arányos a hullámhosszával.

Q = (h*c)/λ

Milyen következtetést vonhatunk le ebből az összefüggésből?

Az összefüggésben a h és a c állandó. Vagyis következtetést csak a hullámhosszról és az energiáról vonhatunk le. Még pedig, mivel a hullámhossz a nevezőben van, akkor osztunk vele, vagyis minél nagyobb az osztó, annál kisebb a kapott szám, az energia. Következtetés:

Minél nagyobb a szóban forgó hullámhossz annál kisebb az energiatartalma.

Észrevettétek, hogy mit is csináltunk? Igazi agymenő módon, fizikusosan sikerült egy helytálló következtetést levonnunk.

De mire jó ez nekünk? Minek gondolkoztunk el ezen? Például ha érzékelő műszereket akarunk létrehozni, tudnunk kell a sugárzás jellemzőit, hiszen nem mindegy hogy kis, közepes vagy nagy energiájú sugárzást akarunk érzékelni. Tehát máris munkát adtunk jó néhány mérnöknek, technikusnak, stb, ezzel a kis gondolkodással, és megnyitottunk egy óriási, egyre szélesebbé váló utat, amin az emberiség haladhat előre a tudományos-technikai fejlődés útján.

Persze ezt előttünk már megtették, de van még rengeteg elgondolkodni való, van még rengeteg út, amit fel kell fedeznünk, fedeznetek! De ezt csak akkor tudjuk megtenni, ha ismerjük elődeink munkáját, és arra építkezve haladhatunk előre!

Hát ennyit mára, de nemsokára folytatjuk a fénnyel...

Üdv,

ScienceGuruk