Електромагнітні хвилі – це хвильові коливання електричного та магнітного поля, які перпендикулярні одне одному та поширюються в просторі.
Вони не потребують середовища для поширення, тому вони можуть існувати у вакуумі, де вона розповсюджується зі швидкістю, яка називається швидкістю світла.
Прикладами електромагнітних хвиль є світло, радіохвилі, рентгенівські промені, гамма-промені.
Характеристики електромагнітних хвиль
Електромагнітна хвиля, характеризується частотою (ν), довжиною (λ) і швидкістю поширення (v).
Довжина електромагнітної хвилі
Довжина електромагнітної хвилі (λ) – це відстань, на яку поширюється електромагнітна хвиля за один період. Довжина хвилі визначається як джерелом (через період T), так і властивостями середовища (через швидкість v).
Довжина електромагнітної хвилі :
Частота електромагнітної хвилі
Частота електромагнітної хвилі (ν, ω ) – це частота, з якою змінюються значення напруженості та індукції електромагнітного поля в даній точці простору; вона збігається із частотою коливань джерела електромагнітної хвилі. Розрізняють лінійну частоту ν й циклічну частоту ω = 2πν.
В залежності від частоти електромагнітні хвилі належать до одного зі спектральних діапазонів.
- Електромагнітні хвилі з найменшою частотою (або найбільшою довжиною хвилі) належать до радіодіапазону.
- Електромагнітні хвилі з вищою частотою належать до інфрачервоного діапазону.
- Електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 400 нм до 760 нм належать до діапазону видимого світла.
- Хвилі з довжиною меншою за 400 нм називаються ультрафіолетовими.
- Електромагнітні хвилі ще вищої частоти належать до рентгенівського діапазону.
- Найвищу частоту й найменшу довжину мають γ-промені. Такі промені утворюються внаслідок ядерних реакцій.
Шкала електромагнітних хвиль
| Довжина, м | Частота, Гц | Найменування |
| 106−104 | 3∙102−3∙104 | Наддовгі |
| 104−103 | 3∙104−3∙105 | Довгі (радіохвилі) |
| 103−102 | 3∙105−3∙106 | Середні (радіохвилі) |
| 102−101 | 3∙106−3∙107 | Короткі (радіохвилі) |
| 101−10−1 | 3∙107−3∙109 | Ультракороткі |
| 10−1−10−2 | 3∙109−3∙1010 | Телебачення (НВЧ) |
| 10−2−10−3 | 3∙1010−3∙1011 | Радіолокація (НВЧ) |
| 10−3−10−6 | 3∙1011−3∙1014 | Інфрачервоне випромінювання |
| 10−6−10−7 | 3∙1014−3∙1015 | Видиме світло |
| 10−7−10−9 | 3∙1015−3∙1017 | Ультрафіолетове випромінювання |
| 10−9−10−12 | 3∙1017−3∙1020 | Рентгенівське випромінювання (м’яке) |
| 10−12−10−14 | 3∙1020−3∙1022 | Гамма-випромінювання (жорстке) |
| ≤10−14 | ≥3∙1022 | Космічні промені |
Швидкість поширення
Швидкість поширення (υ) – це відстань на яку поширується хвиля за одиницю часу. У вакуумі електромагнітна хвиля розповсюджується зі швидкістю, яка називається швидкістю світла. Швидкість світла є фундаментальною фізичною константою, яка позначається латинською літерою c. Ця швидкість становить 299 792 458 м/с.
Швидкість поширення хвилі (υ) пов’язана з частотою та довжиною хвилі:
υ = λν
Під час переходу з одного середовища в інше швидкість поширення
електромагнітної хвилі змінюється, змінюється і довжина хвилі, а от її частота
залишається незмінною. У повітрі швидкість поширення електромагнітних хвиль
майже та сама, що й у вакуумі.