Razlika između verzija stranice "Elektromagnetno zračenje"
| [nepregledana izmjena] | [nepregledana izmjena] |
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
Red 27:
==Fizika==
===Teorija===
[[Slika:VisibleEmrWavelengths.svg|thumb|Prikaz relativne talasne dužine elektromagnetnih talasa tri različite boje [[
{{glavni|Maxwellove jednadžbe}}
==== Maxwellove jednadžbe ====
[[James Clerk Maxwell]] izveo je [[Jednadžba
▲[[James Clerk Maxwell]] izveo je [[Jednadžba elektromagnetskog vala | Oblik talasa električnih i magnetskih jednadžbi]], otkrivajući tako prirodu talasastih električnih i magnetskih polja i njihovu [[Simetrija (fizika) | simetriju]]. Budući da se brzina EM talasa predviđena ovom jednadžbom poklapala s izmjerenom [[brzina svjetlosti|brzinom svjetlosti]], Maxwell je zaključio da je i sama [[svjetlost]] EM talas.<ref>{{Cite web|url=https://physics.info/em-waves/|title=Electromagnetic Waves|website=The Physics Hypertextbook|last=Elert|first=Glenn|access-date=4 June 2018}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/html/maxwell-s_impact_.html|title=The Impact of James Clerk Maxwell's Work|website=www.clerkmaxwellfoundation.org|access-date=2017-09-04|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170917213509/http://www.clerkmaxwellfoundation.org/html/maxwell-s_impact_.html|archive-date=17 September 2017|df=dmy-all}}</ref> Maxwellove jednadžbe potvrdio je [[Heinrich Hertz]] eksperimentima sa radio talasima.
Prema [[Maxwellove jednadžbe|Maxwellovim jednadžbama]], prostorno promenljivo [[električno polje]] uvek je povezano sa [[magnetno polje|magnetnim poljem]] koje se mijenja tokom vremena
Line 38 ⟶ 37:
=== Svojstva ===
[[Slika:Electromagneticwave3D.gif|thumb|280px| Elektromagnetski talasi mogu se zamisliti kao samoproširujući poprečni oscilirajući talas električnih i magnetnih polja. <br>Ova 3D animacija prikazuje ravni linearno polariziranog talasa, koji se širi slijeva udesno. <br>Električno i magnetno polje u takvom talasu međusobno su u fazi, zajedno dostižući minimum i maksimum.]]
[[Elektrodinamika]] je [[fizika]] elektromagnetnog zračenja, a [[elektromagnetizam]] je fizički fenomen povezan sa teorijom elektrodinamike. Električna i magnetna polja podvrgavaju se svojstvima [[princip superpozicije|superpozicije]]. Dakle, polje zbog bilo koje određene čestice ili vremenski promenljivo električno ili magnetno polje doprinosi poljima koja se nalaze u istom prostoru zbog drugih uzroka. Dalje, kako su to [[vektor (geometrija) |vektorska]] polja, svi se vektori magnetnog i električnog polja zbrajaju prema [[vektorska adicija
▲[[Elektrodinamika]] je [[fizika]] elektromagnetnog zračenja, a [[elektromagnetizam]] je fizički fenomen povezan sa teorijom elektrodinamike. Električna i magnetna polja podvrgavaju se svojstvima [[princip superpozicije|superpozicije]]. Dakle, polje zbog bilo koje određene čestice ili vremenski promenljivo električno ili magnetno polje doprinosi poljima koja se nalaze u istom prostoru zbog drugih uzroka. Dalje, kako su to [[vektor (geometrija) |vektorska]] polja, svi se vektori magnetnog i električnog polja zbrajaju prema [[adicija vektora|adiciji vektora]]
▲ref>Purcell, p442: "Any number of electromagnetic waves can propagate through the same region without affecting one another. The field '''E''' at a space time point is the vector sum of the electric fields of the individual waves, and the same goes for '''B'''".</ref> Naprimjer, u optici dva ili više koherentnih svjetlosnih talasa mogu međudjelovati i konstruktivnim ili destruktivnim [[Interferencija|interferencijskim]] pojavama, rezultirajuće zračenje odstupa od zbira zračenja pojedinačnih svjetlosnih komponenti.
Putovanje kroz statička električna ili magnetna polja u linearnom mediju, kao što je vakuum ne utiče na elektromagnetna polja svjetlosti. Međutim, u nelinearnim medijima, poput nekih [[kristal]]a, mogu se pojaviti interakcije između svjetlosti i statičkih električnih i magnetnih polja – te interakcije uključuju i [[Faradayov efekt]] i [[Kerrov efekt]].<ref>{{cite journal|title=Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering|first1=Szu-yuan|last1=Chen|first2=Anatoly|last2=Maksimchuk|first3=Donald|last3=Umstadter|date=17 December 1998|journal=Nature|volume=396|issue=6712|pages=653–655|doi=10.1038/25303|arxiv=physics/9810036|bibcode=1998Natur.396..653C|df=dmy-all}}</ref><ref name=crowther-1920>{{cite book|last1=Crowther|first1=James Arnold|title=The life and discoveries of Michael Faraday|date=1920|publisher=Society for promoting Christian knowledge|pages=54–57|url={{google books |plainurl=y |id=iWe4AAAAIAAJ|page=5}}|access-date=15 June 2014}}</ref>
Red 56:
===Talasni model===
[[Slika:Circular.Polarization.Circularly.Polarized.Light Right.Handed.Animation.305x190.255Colors.gif|thumb|right|280px| Prikaz vektora električnog polja talasa kružno polariziranog elektromagnetnog zračenja.]]
U homogenim, izotropnim medijima, elektromagnetno zračenje je [[poprečni talas]],<ref>{{cite book |title=Electromagnetic Theory |first=Julius Adams|last=Stratton|publisher=McGraw-Hill Book Company, New York, NY |year=1941 |chapter-url=https://books.google.com/books?id=zFeWdS2luE4C&q=%22electromagnetic+theory%22+stratton |chapter=Chapter V Plane waves in unbounded, isotropic media|isbn=9780470131534}}</ref> što znači da su njegove oscilacije okomite na smjer prijenosa i putovanja energije. Električni i magnetni dijelovi polja stoje u fiksnom omjeru jakosti kako bi se zadovoljile dvije [[Maxwellove jednadžbe]] koje određuju kako se jedan proizvodi od drugog. U medijima bez rasipanja (bez gubitaka), ova polja '''E''' i '''B''' također su u fazi, dostižući maksimume i minimume na istim tačkama u prostoru (vidi ilustracije). Uobičajena zabluda je da su polja '''E''' i '''B''' u elektromagnetnom zračenju izvan faze, jer promjena jednog proizvodi drugo, što bi stvorilo faznu razliku između njih, kao sinusoidnih funkcija (kao što se zaista događa u [[elektromagnetna indukcija| elektromagnetnoj indukciji]] i u [[blisko i daleko polje| bliskom polju]] blizu antena). Međutim, u EM zračenju dalekog polja koje je opisano s dvije Maxwellove jednadžbe bez izvora) tačniji je opis da je vremenska promjena u jednom tipu polja proporcionalna promjena prostora u drugom. Ovi derivati zahtijevaju da polja '''E''' i '''B''' u EMR budu u fazi .
Line 93 ⟶ 92:
|last=Weinberg
|first=S.
|title=The Quantum Theory of Fields
|volume=1
|publisher=
|year=1995
|isbn=978-0-521-55001-7
Line 107 ⟶ 105:
: <math>p = { E \over c } = { hf \over c } = { h \over \lambda }. </math>
Izvor Einsteinovog prijedloga da se svjetlost sastoji od čestica (ili bi mogla djelovati kao čestica u nekim okolnostima) bila je eksperimentalna anomalija koja nije objašnjena teorijom talasa: [[fotoelektrični efekt]], u kojem je svjetlost, udarajući o metalnu površinu, izbacivala elektrone iz površine, uzrokujući da [[električna struja]] teče preko primijenjenog [[napon]]a. Eksperimentalna mjerenja pokazala su da je energija pojedinačnih izbačenih elektrona proporcionalna ''[[frekvencija|frekvenciji]]'', a ne ''
Kako foton apsorbira [[atom]], [[pobuđeno stanje|pobuđuje]] ga, podižući [[elektron]] na viši [[nivo energije]] (onaj koji je u prosjeku udaljeniji od jezgra). Kada se elektron u pobuđenoj molekuli ili atomu spusti na niži nivo energije, emitira foton svjetlosti na frekvenciji koja odgovara energetskoj razlici. Budući da su nivoi energije elektrona u atomima diskretni, svaki element i svaka molekula emitiraju i apsorbiraju svoje karakteristične frekvencije. Neposredna emisija fotona naziva se [[fluorescencija]], tip [[fotoluminiscencija|fotoluminiscencije]]. Primjer je vidljiva svjetlost koja se emituje iz fluorescentnih boja, kao odgovor na ultraljubičasto svjetlo ([[crno svjetlo]]). Mnoge druge fluorescentne emisije poznate su u spektarskim opsezima, osim vidljive svjetlosti. Odložena emisija naziva se [[fosforescencija]].<ref>{{Cite web|url=http://www.majordifferences.com/2016/11/7-differences-between-fluorescence-and-Phosphorescence.html|title=7 Differences between Fluorescence and Phosphorescence|last=Haneef|first=Deena T. Kochunni, Jazir|access-date=2017-09-04|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170904152324/http://www.majordifferences.com/2016/11/7-differences-between-fluorescence-and-Phosphorescence.html|archive-date=4 September 2017|df=dmy-all}}</ref><ref>{{Cite book|url={{google books |plainurl=y |id=kAn4AgAAQBAJ|page=93}}|title=Fundamental Physics of Radiology|last1=Meredith|first1=W. J.|last2=Massey|first2=J. B.|date=2013-10-22|publisher=Butterworth-Heinemann|isbn=9781483284354|language=en|df=dmy-all}}</ref>
Line 113 ⟶ 111:
===Dualnost talasne čestice ===
{{glavni|Dualnost talasne čestice}}
Moderna teorija koja objašnjava prirodu svjetlosti uključuje pojam dualnosti talasnih čestica. Općenito, teorija kaže da sve ima i prirodu čestica i prirodu talasa, a mogu se izvesti razni eksperimenti kako bi se otkrilo jedno ili drugo. Prirodu čestica lakše je prepoznati pomoću predmeta velike mase. Hrabar prijedlog naveo je [[Louis de Broglie]] 1924., naučnoj zajednicu da shvati da materija (npr. [[elektron]]i također pokazuje dualnost talas-čestica.<ref>{{cite book | author=Browne, Michael|title= ''Physics for Engineering and Science'' | publisher= McGraw-Hill/Schaum |edition= 2nd | date=2010| isbn= 978-0-07-161399-6}} Chapter 36, page 382: de Broglie Waves. "Light exhibits both wave properties (interference, diffraction, refraction) and particle properties (photoelectric effect, scattering.)"</ref>
Line 123 ⟶ 120:
=== Specijalna teorija relativnosti ===
{{Glavni|Specijalna teorija relativnosti}}
Do kasnog devetnaestog stoljeća, razne eksperimentalne anomalije nisu se mogle objasniti teorijom jednostavnih talasaa. Jedna od ovih anomalija uključivala je kontroverzu oko brzine svjetlosti. Brzina svjetlosti i ostali EMR predviđeni Maxwellovim jednadžbama, nisu se pojavili ukoliko jednadžbe nisu izmijenjene na način koji su prvi predložili [[George Francis FitzGerald|FitzGerald]] i [[Hendrik Lorentz | Lorentz]] ili bi u suprotnom ta brzina ovisila o brzini posmatrača u odnosu na "medij" (nazvan [[luminiferni eter]]) koji je navodno "nosio" elektromagnetni talas (na način analogan načinu na koji zrak prenosi zvučne talase). Eksperimenti nisu uspjeli pronaći nikakav efekat posmatrača. U 1905., Einstein je predložio da su prostor i vrijeme entiteti koji se mijenjaju brzinom širenja svjetlosti i sve druge procese i zakone. Ove promjene predstavljale su postojanost brzine svjetlosti i svih elektromagnetnih zračenja, sa stanovišta svih posmatrača – čak i onih u relativnom kretanju.
| |||