Elektromagnetické záření Elektromagnetické záření (EMZ) je tvořeno vlnami elektromagnetického (EM) pole, které se šíří prostorem a přenášejí energii a hybnost. Typy EMZ zahrnují rádiové vlny, mikrovlnné záření, infračervené záření, (viditelné) světlo, ultrafialové záření, rentgenové záření a gama záření, které jsou všechny součástí elektromagnetického spektra. Klasicky je elektromagnetické záření tvořeno elektromagnetickými vlnami, což jsou synchronizované oscilace elektrických a magnetických polí. V závislosti na frekvenci oscilace se vytvářejí různé vlnové délky elektromagnetického spektra. Ve vakuu se elektromagnetické vlny šíří rychlostí světla, běžně označovanou jako c. V homogenních, izotropních prostředích jsou oscilace obou polí v průměru kolmé k sobě a kolmé ke směru šíření energie a vln, čímž tvoří příčnou vlnu. Pozici elektromagnetické vlny v elektromagnetickém spektru lze charakterizovat buď její frekvencí oscilace, nebo vlnovou délkou. Elektromagnetické vlny různých frekvencí se nazývají různými názvy, protože mají různé zdroje a účinky na hmotu. V pořadí rostoucí frekvence a klesající vlnové délky jsou to: rádiové vlny, mikrovlnné záření, infračervené záření, viditelné světlo, ultrafialové záření, rentgenové záření a gama záření. Elektromagnetické vlny jsou emitovány elektricky nabitými částicemi, které jsou urychlovány, a tyto vlny mohou následně interagovat s jinými nabitými částicemi a působit na ně silou. EM vlny přenášejí energii, hybnost a moment hybnosti od jejich zdrojové částice a mohou tyto veličiny předat hmotě, se kterou interagují. Elektromagnetické záření je spojeno s těmi EM vlnami, které se mohou volně šířit („vyzařovat“) bez pokračujícího vlivu pohybujících se nábojů, které je vytvořily, protože dosáhly dostatečné vzdálenosti od těchto nábojů. EMZ se proto někdy označuje jako vzdálené pole. V tomto jazyce se blízkým polem rozumí EM pole v blízkosti nábojů a proudu, které je přímo vytvořily, konkrétně elektromagnetické indukce a elektrostatické indukční jevy. V kvantové mechanice je alternativní způsob pohledu na EMZ, že se skládá z fotonů, nenabitých elementárních částic s nulovou klidovou hmotností, které jsou kvanta elektromagnetického pole a jsou zodpovědné za všechny elektromagnetické interakce. Kvantová elektrodynamika je teorií toho, jak EMZ interaguje s hmotou na atomové úrovni. Kvantové efekty poskytují další zdroje EMZ, jako je přechod elektronů na nižší energetické hladiny v atomu a záření černého tělesa. Energie jednotlivého fotonu je kvantována a je větší pro fotony vyšší frekvence. Tento vztah je dán Planckovou rovnicí E = hf, kde E je energie na foton, f je frekvence fotonu a h je Planckova konstanta. Například jediný foton gama záření může nést ~100 000krát více energie než jediný foton viditelného světla. Účinky EMZ na chemické sloučeniny a biologické organismy závisí jak na výkonu záření, tak na jeho frekvenci. EMZ viditelných nebo nižších frekvencí (tj. viditelné světlo, infračervené záření, mikrovlnné záření a rádiové vlny) není ionizující, protože jeho fotony individuálně nemají dostatek energie k ionizaci atomů nebo molekul nebo k rozbití chemických vazeb. Účinek neionizujícího záření na chemické systémy a živou tkáň je primárně prosté zahřívání prostřednictvím kombinovaného přenosu energie mnoha fotonů. Naopak ultrafialové záření, rentgenové záření a gama záření vysoké frekvence jsou ionizující – jednotlivé fotony takové vysoké frekvence mají dostatek energie k ionizaci molekul nebo rozbití chemických vazeb. Ionizující záření může způsobit chemické reakce a poškodit živé buňky nad rámec pouhého zahřívání a může být zdravotním rizikem a nebezpečím.
Facebook Twitter