12.1 : Двойственная природа электромагнитного (ЭМ) излучения

Электромагнитное (ЭМ) излучение состоит из электрических и магнитных компонентов поля, колеблющихся в плоскостях, перпендикулярных друг другу и взаимно перпендикулярных распространению излучения в пространстве. ЭМ излучение можно классифицировать как волну, характеризующуюся такими свойствами волн, как длина волны (обозначается λ) и частота (обозначается ν).

Длина волны — это расстояние между двумя последовательными пиками (самыми высокими точками) или впадинами (самыми низкими точками) в волне. Частота — это число повторяющихся волн или волновых циклов, которые проходят заданную точку за фиксированное время. Различные типы электромагнитного излучения имеют различные длины волн и частоты. Электромагнитный спектр — это упорядоченный набор электромагнитного излучения, сгруппированного по частоте или длине волны. Длина волны и частота связаны со скоростью излучения через среду. Скорость излучения в вакууме (обозначается c) — это универсальная физическая константа со значением приблизительно 3 × 10^8 м/с.

Следовательно, длина волны и частота обратно пропорциональны. Излучение с высокой частотой характеризуется низкой длиной волны, и наоборот.

Помимо волнового поведения, электромагнитное излучение также можно рассматривать как совокупность частиц, называемых фотонами. Фотон — это наименьшая единица или «квант» света или электромагнитного излучения. Он не имеет массы или заряда, но несет энергию. Каждый фотон обладает определенным количеством энергии, которое может быть передано материи при взаимодействии. Энергия фотона (обозначаемая как E) прямо пропорциональна частоте и обратно пропорциональна длине волны. Уравнение, связывающее энергию фотона с частотой его излучения, известно как уравнение Планка.

Постоянная Планка обозначается h и имеет значение 6,626 × 10^34 м^2 кг с^-1.