Hvad er ligningen for elektromagnetisk stråling?

Der er ikke en enkelt ligning, der beskriver al elektromagnetisk stråling. I stedet styres opførslen af ​​elektromagnetisk stråling af et sæt ligninger og principper, primært dem fra Maxwells ligninger .

Her er en sammenbrud af de vigtigste koncepter og ligninger:

1. Maxwells ligninger:

* Dette er et sæt af fire grundlæggende ligninger, der beskriver opførsel af elektriske og magnetiske felter.

* De relaterer de elektriske og magnetiske felter til deres kilder, nemlig elektriske ladninger og strømme.

* En af de vigtigste implikationer af Maxwells ligninger er forudsigelsen af ​​elektromagnetiske bølger.

2. Bølge ligning:

* Maxwells ligninger kan kombineres for at udlede en bølgeforligning, der beskriver udbredelsen af ​​elektromagnetiske bølger.

* Denne ligning viser, at elektromagnetiske bølger bevæger sig med lysets hastighed (C) og har både elektriske og magnetiske komponenter, der svinger vinkelret på hinanden og retningen for bølgeforplantning.

* Den generelle form for bølge ligningen for en elektromagnetisk bølge er:

∂²e/∂t² =c² ∇²e

Hvor:

* E repræsenterer det elektriske felt

* t er tid

* C er lysets hastighed

* ∇² er den laplaciske operatør (der repræsenterer rumlige derivater)

3. Elektromagnetisk spektrum:

* Elektromagnetisk stråling omfatter en bred vifte af frekvenser og bølgelængder, fra meget lavfrekvente radiobølger til højenergi-gammastråler.

* Hver type stråling er kendetegnet ved dens specifikke frekvens eller bølgelængde.

* Energien fra elektromagnetisk stråling er direkte proportional med dens frekvens (og omvendt proportional med dens bølgelængde).

4. Fotonmodel:

* Elektromagnetisk stråling kan også beskrives som bestående af partikler kaldet fotoner.

* Hver foton bærer en bestemt energi, der er relateret til frekvensen af ​​strålingen med ligningen:

e =Hν

Hvor:

* E er energien i fotonen

* H er Plancks konstante

* v er frekvensen af ​​strålingen

Kortfattet:

* Der er ikke en enkelt ligning for elektromagnetisk stråling.

* Det styres af Maxwells ligninger, der forudsiger elektromagnetiske bølger.

* Disse bølger kan beskrives ved bølgeforligningen.

* Energien fra elektromagnetisk stråling kan også beskrives ved hjælp af fotonmodellen.

De specifikke ligninger og modeller, der anvendes, afhænger af konteksten og det aspekt af elektromagnetisk stråling, du er interesseret i.