Rafsegulgeislun

Rafsegulrófið

Hægt er að ímynda sér rafsegulbylgju sem bylgju myndaða af annars vegar bylgju í segulsviðinu og hins vegar í rafsviðinu sem liggja þversum á hvora aðra og eru í takt.

Rafsegulgeislun eða rafsegulbylgjur (stundum kallað ljós) eru bylgjur í rafsegulsviðinu sem ferðast gegnum rúmið og bera með sér orku. Rafsegulgeislun inniheldur útvarpsbylgjur, örbylgjur, innrautt ljós, sýnilegt ljós, útfjólublátt ljós, röntgengeislun og gammageislun.

Snúið er að lýsa því hvað rafsegulgeislun er. Hægt er að lýsa hegðun rafsegulgeislunar á tvo vegu:

1. Lýsa má rafsegulgeislun sem bylgjum, samtaka sveiflum í bæði segulsviði og rafsviði líkt og nafnið gefur til kynna. Þessar samtaka sveiflur sveiflast hornrétt hvor á aðra og þvert á þá stefnu sem bylgjurnar ferðast í.
2. Líka má líta á rafsegulgeislun sem eindir sem streyma um sem litlir orkuskammtar. Ljós fylgir lögmálum skammtafræðinnar.

Báðar þessar leiðir eru rétt leið til að lýsa hegðun rafsegulbylgja. Þetta er hið torskilda tvíeðli ljóss.

Rafsegulgeislun verður til þegar frumeindir (atóm) losar frá sér orku. Þegar frumeind tekur í sig orku veldur það því að ein eða fleiri rafeind í frumeindinni hækkar um orkuþrep. Þegar rafeindin dettur aftur niður um orkuþrep myndast rafsegulgeislun. Sú gerð rafsegulgeislunar sem myndast fer eftir frumeind og magni orku, og hún getur verið í formi hita, ljóss, eða annars konar rafsegulgeislunar.

Rafsegulgeislun þarf ekki efni til að berast um í (ólíkt hljóðbylgjum).

Rafsegulrófið

Tegund geislunar	Bylgjulengd
Útvarpsbylgjur	2 km til 30 cm
Örbylgjur	30 cm til 1 mm
Innrautt ljós	1 mm til 700 nm
Sýnilegt ljós	700 nm til 400 nm
Útfjólublátt ljós	400 nm til 10 nm
Röntgengeislun	1 nm til 0,01 nm
Gammageislun	<0,01 nm

Hraði rafsegulbylgja

Í tómarúmi ferðast rafsegulbylgjur með ljóshraða, en þegar þær ferðast í gegnum efni rekast þær á efnið og ferðast því hægar. Hraðinn er háður eiginleikum umhverfisins og má lýsa með rafsvörunarstuðli ($\varepsilon$) og segulsvörunarstuðli ($\mu$).

Í tómarúmi er raf- og segulsvörunarstuðlarnir: $\varepsilon _{0}=8,85\cdot 10^{-12}{\frac {C}{V\cdot m}}$ og $\mu _{0}=4\cdot \pi \cdot 10^{-7}{\frac {V\cdot s}{A\cdot m}}$.

Ljóshraðinm í tómarúmi er því: $c={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon _{0}\cdot \mu _{0}}}}\approx 2,998\cdot 10^{8}m/s$. Þegar ljós ferðast í efni stækka þessir stuðlar og því verður ljóshraðin minni.

Tenglar

• Ítarlegar upplýsingar um rafsegulgeislun á Stjörnufræðivefnum
• Ítarlegar upplýsingar um ljósið á Stjörnufræðivefnum

Tengt efni

• Kandela, grunneiningin fyrir ljósstyrk