Hvordan overfører elektromagnetiske bølger energi til noget?

1. Absorption:

* atomer og molekyler: Når en elektromagnetisk bølge interagerer med stof, kan de svingende elektriske og magnetiske felter begejstre elektroner inden for atomer og molekyler. Hvis bølgenes hyppighed matcher energiforskellen mellem to energiniveauer i atomet eller molekylet, absorberer elektronet energien og springer til et højere energiniveau. Denne proces kaldes resonansabsorption .

* Gratis elektroner: I ledende materialer kan frie elektroner accelereres af det elektriske felt i bølgen, hvilket fører til energioverførsel. Dette er grundlaget for ohmisk opvarmning .

2. Spredning:

* Rayleigh -spredning: Når størrelsen på spredningspartiklen er meget mindre end bølgelængden af bølgen, er bølgen spredt i alle retninger. Dette er grunden til, at himlen forekommer blå, da blåt lys er spredt stærkere af luftmolekyler end andre farver.

* mie spredning: Når størrelsen på spredningspartiklen kan sammenlignes med bølgelængden af bølgen, bliver spredningen mere kompleks og afhænger af partikelens form og sammensætning. Dette er ansvarlig for farverne på solnedgange og skyens udseende.

* Reflektion: Når bølgelængden af bølgen er meget større end størrelsen på spredningspartiklen, reflekteres bølgen. Sådan fungerer spejle.

3. Fotoelektrisk effekt:

* Højfrekvente bølger (f.eks. Ultraviolet lys): Når fotoner med høj energi interagerer med stof, kan de slå elektroner ud af atomer, et fænomen kendt som fotoelektrisk effekt . Denne virkning bruges i fotomultiplikatorer og solceller.

4. Andre mekanismer:

* nukleare reaktioner: Gamma -stråler, en type elektromagnetisk stråling, kan interagere med atomkerner og inducere nukleare reaktioner.

* Biologiske processer: Nogle elektromagnetiske stråling, som infrarødt lys, kan absorberes af molekyler i levende organismer, der påvirker deres temperatur og kemiske processer.

Eksempler:

* mikrobølgeovn: Mikrobølger varme mad ved spændende vandmolekyler, hvilket får dem til at rotere og generere varme.

* sollys: Sollys opvarmer jorden gennem absorption og spredning.

* røntgenstråler: Røntgenstråler bruges i medicinsk billeddannelse, fordi de kan trænge ind i blødt væv og blive absorberet af knogler, hvilket skaber et skyggebillede.

Sammenfattende kan interaktionen mellem elektromagnetiske bølger med stof føre til en række forskellige effekter, lige fra enkel opvarmning til komplekse fotokemiske reaktioner, afhængigt af bølgenes hyppighed og egenskaberne i sagen.