Калькулятор електромагнітного спектру

Калькулятор розраховує чотири параметри електромагнітного випромінювання: частоту, довжину хвилі, енергію фотона і температуру випромінюючого абсолютно чорного тіла, для якої крива випромінювання має максимум на даній частоті або довжини хвилі.

Частота

Довжина хвилі

Eнергiя фотона

Температура абсолютно чoрного тiла

T К

Клас випромінювання:

Тип випромінювання:

Визначення і формули

Частота і довжина хвилі

Електромагнітне випромінювання являє собою потік енергії в формі періодичних коливань електричного і магнітного полів, які можуть поширюватися в вакуумі зі швидкістю світла, а також в будь-якому прозорому для них середовищі зі швидкістю менше швидкості світла. Для таких періодичних хвиль частотаf обернено пропорційна довжині хвилі λ:

Тут v — фазова швидкість хвилі в середовищі. Відзначимо, що якщо середовище переломлює світло, наприклад це може бути оптичне скло, то швидкість поширення хвиль залежить від частоти і, отже, залежність довжини хвилі від частоти не зовсім обернено пропорційна. У вакуумі v = c (c —швидкість світла) і цей вираз стає таким:

Ця формула використовується в даному калькуляторі.

Енергія фотона

Кількість енергії, яку переносить одиночний фотон, прямо пропорційно його частоті і обернено пропорційно його довжині хвилі. Чим вище частота фотона, тим вище його енергія і, відповідно, чим вище енергія фотона, тим більше його частота. Енергія фотона залежить тільки від його частоти або довжини хвилі. Інтенсивність випромінювання не впливає на енергію фотонів. Співвідношення між енергією фотона E і його довжиною хвилі λ або частотою f визначається наступними виразами, які використовуються в нашому калькуляторі:

Тут h = 6,62607015·10^-34 Дж·с — стала Планка і c — швидкість світла у вакуумі. Оскільки і c, і h — константи, енергія фотона обернено пропорційна довжині хвилі і прямо пропорційна частоті.

Енергія фотона вимірюється в будь-яких одиницях енергії, наприклад, в джоулях або електронвольтах (еВ) і їх похідних. 1 еВ = 1,602176565·10^-19 Дж.

Температура абсолютно чорного тіла

Абсолютно чорне тіло являє собою ідеалізоване фізичне тіло, що поглинає все падаюче на нього електромагнітне випромінювання. Щоб залишатися в термодинамічній рівновазі, воно повинно випромінювати стільки ж енергії, скільки було поглинуто. Енергія, поглинена абсолютно чорним тілом, переизлучается в широкому спектрі і називається випромінюванням абсолютно чорного тіла.

Абсолютно чорні тіла так важливі в фізиці в зв'язку з тим, що вони не відбивають падаюче на них випромінювання; вони тільки випромінюють, як і всі інші тіла. Спектральний склад випромінювання гарячих тіл залежить від їх температури. При кімнатній температурі пік їх випромінювання зазвичай знаходиться в інфрачервоній (тепловій) області. Тіло при нормальній температурі 310 К (37°С) випромінює тільки в інфрачервоній області спектра. Спектр випромінювання більш гарячих тіл зміщені в область більш високих частот, в видиму область спектра. Такі тіла починають світитися червоним кольором, який поступово, при підвищенні температури, переходить в білий колір.

Зірки часто розглядають в астрономії як абсолютно чорні тіла. Температура зірки може бути визначена по частоті максимуму спектра її випромінювання. Зірки, які мають більш високу температуру в порівнянні з Сонцем, випромінюють, в основному, в синьоій і фіолетовій областях спектра, тобто їх випромінювання більш високочастотне в порівнянні з випромінюванням Сонця. Зірки холодніші за Сонце випромінюють, в основному, в інфрачервоному діапазоні спектра. Це означає, що їх випромінювання більш низькочастотне. Температура поверхні Сонця близько 6000 К і воно випромінює з максимум у видимій області спектра.

У цьому конвертері температура розраховується за законом зміщення Віна, який стверджує, що довжина хвилі випромінювання з максимальною інтенсивністю f_max абсолютно чорного тіла обернено пропорційна його абсолютній температурі (T) або частота випромінювання з максимальною інтенсивністю лінійно збільшується при зміні абсолютної температури:

де c — швидкість світла у вакуумі і b = 2,8977729·10^-3 м·K — коефіцієнт пропорційності - стала Віна.

Радіохвилі

Вкрай низькі частоти, ВНЧ

f 3 Гц — 30 Гц , λ 10 Мм—100 Мм

Наднизькі частоти, ННЧ

f 30 Гц — 300 Гц , λ 1 Мм—10 Мм

Інфранизькі частоти, ІНЧ

f 300 Гц 3 кГц , λ 100 км—1 Мм

Дуже низькі частоти, ДНЧ

f 3 кГц — 30 кГц , λ 10 км—100 км

Низькі частоти, НЧ

f 30 кГц — 300 кГц , λ 1 км—10 км

Середні частоти, СЧ

f 300 кГц — 3 МГц , λ 100 м—1 км

Високі частоти, ВЧ

f 3 МГц — 30 МГц , λ 10 м—100 м

Радіохвилі — СВЧ-випромінювання

Дуже високі частоти, ДВЧ

f 30 МГц — 300 МГц , λ 1 м—10 м

Ультрависокі частоти, УВЧ

f 300 МГц — 3 ГГц , λ 10 см—1 м

Надвисокі частоти, НВЧ

f 3 ГГц — 30 ГГц , λ 1 см—10 см

Вкрай високі частоти, ВВЧ

f 30 ГГц — 300 ГГц, λ 1 мм—1 см

Інфрачервоне випромінювання

Далекий інфрачервоний діапазон, FIR гіпервисокі частоти, ГВЧ

f 300 ГГц — 20 ТГц, λ 15 мкм—1 мм

Довгохвильовий інфрачервоний діапазон, LWIR

f 20 ТГц — 37 ТГц, λ 8,1 мкм—15 мкм

Середній інфрачервоний діапазон, MIR

f 37 ТГц — 100 ТГц, λ 3 мкм—8,1 мкм

Короткохвильовий інфрачервоний діапазон, SWIR

f 100 ТГц — 214 ТГц, λ 1,4 мкм—3 мкм

Близький інфрачервоний діапазон, NIR

f 214 ТГц — 405 ТГц, λ 741 нм—1,4 мкм

Видиме світло

Червоний

f 405 ТГц — 480 ТГц, λ 625 нм—741 нм

Оранжевий

f 480 ТГц — 510 ТГц, λ 588 нм—625 нм

Жовтий

f 510 ТГц - 530 ТГц, λ 566 нм—588 нм

Зелений

f 530 ТГц — 600 ТГц, λ 500 нм—566 нм

Голубий

f 600 ТГц — 620 ТГц, λ 484 нм—500 нм

Синій

f 620 ТГц — 680 ТГц, λ 441 нм—484 нм

Фіолетовий

f 680 ТГц — 790 ТГц, λ 380 нм—441 нм

Ультрафіолетове випромінювання

Ближній ультрафіолетовий діапазон

f 790 ТГц — 1 ПГц, λ 300 нм—380 нм

Середній ультрафіолетовий діапазон

f 1 ПГц — 1,5 ПГц, λ 200 нм—300 нм

Дальній ультрафіолетовий діапазон

f 1,5 ПГц — 2,5 ПГц, λ 120 нм—200 нм

Іонізуюче випромінювання

Екстремальний ультрафіолетовий діапазон

f 2,5 ПГц >— 20 ПГц, λ 10 нм—120 нм

М'яке рентгенівське випромінювання

f 20 ПГц — 300 ПГц, λ 1 нм—10 нм

Жорстке рентгенівське випромінювання

f 300 ПГц — 3 ЭГц, λ 100 пм—1 нм

Гамма-випромінювання

f 3 ЭГц — 30 ЭГц, λ 10 пм—100 пм

Обговорення

ДАТИ

Неконтактні народи та дикі племена світу

Менш як 10 000 людей належать до сотні "неконтактних" народів, розкиданих по всьому світу.

Дата:

25.01.2024 Читати далі

Міжнародні організації та союзи

Деякі міжнародні організації та економічні і політичні союзи...

Дата:

02.01.2024 Читати далі

Ядерна зброя

Ядерна зброя є зброєю масового ураження з використанням ядерної енергії.

Дата:

12.08.2023 Читати далі

Метали та їх сплави

Найпоширенішим елементом у Всесвіті є найпростіший хімічний елемент Гідроґен.

Дата:

25.05.2023 Читати далі

ТОП-10 найрозумніших тварин

Тварини часто дивують людей своїм інтелектом.

Дата:

04.05.2023 Читати далі

Україна русифікована надовго?

Читати повністю

JavaScript ігри

Читати повністю

Фізика майбутнього

Читати повністю

Городище-2

Читати повністю

Скібіцький: Втрата Часового Яру – це лише питання часуУ ГУР заявили, що Україна не може виграти лише на полі бою: такі війни закінчуються договорамиГУР: У травні Росія задіє "тришаровий" план дестабілізації УкраїниНад Україною помітили спалах від другого ступеня носія SpaceX Falcon 9 – The Alpha CentauriЗеленський: Путін спробує зірвати Саміт мируПісля двох місяців відновлення 110 бригада повертається на фронтСмерть українця в Будапешті: посольство з'ясовує обставини трагедії Черги в ТЦК. Нова мобілізація. Військова допомога ЗСУ. Харків та Суми в небезпеці? / ТОК-ШОУ УПНАТО звинуватив Росію у ворожих діях в Альянсі та пообіцяв відповістиУ Сербії - новий уряд із проросійським віцепрем'єром, на якого наклали санкції в СШАНа Житомирщині знайшли застреленими 7-річну дитину, жінку і чоловікаРозвідка США дала прогноз щодо тактики РФ у війні проти УкраїниРосіяни вдарили КАБами по Дергачах: постраждали восьмеро дітей – ОВА"Газпром" у 2023 році отримав чистий збиток у майже 6,7 мільярда доларів115-та бригада розповіла, як захищала Очеретине від шаленого натиску росіянЗеленський на Ставці доручив пришвидшити надходження зброї від партнерів на фронтССО знищили установку ворожого "Бука" з 6 ракетамиЗ’явилися супутникові знімки наслідків ударів ЗСУ по аеродрому "Джанкой"Біля Часового Яру триває велика боротьба за контроль логістичних маршрутів – "Хортиця"Макрон не виключає відправлення військ, якщо РФ прорве лінію фронту і буде запит України