การเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(Electromagnetics)
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Radiation (EM radiation หรือ EMR)) เป็นคลื่นชนิดหนึ่งที่ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นวิทยุ (Radio waves) คลื่นไมโครเวฟ (Microwaves)
ปัจจุบันมีการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในหลาย ๆ ด้าน เช่น การติดต่อสื่อสาร (มือถือ โทรทัศน์ วิทยุ เรดาร์ ใยแก้วนำแสง) ทางการแพทย์ (รังสีเอกซ์) การทำอาหาร (คลื่นไมโครเวฟ) การควบคุมรีโมท (รังสีอินฟราเรด)
คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือเป็นคลื่นที่เกิดจากคลื่นไฟฟ้าและคลื่นแม่เหล็กตั้งฉากกันและเคลื่อนที่ไปยังทิศทางเดียวกัน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเดินทางได้ด้วยความเร็ว 299,792,458 เมตร/วินาที หรือเทียบเท่ากับความเร็วแสง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic disturbance) โดยการทำให้สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อสนามไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงจะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก หรือถ้าสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงก็จะเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นตามขวาง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีการสั่นในแนวตั้งฉากกัน และอยู่บนระนาบตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง จึงสามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้
สเปกตรัม (Spectrum) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ คลื่นแสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต อินฟราเรด คลื่นวิทยุ โทรทัศน์ ไมโครเวฟ รังสีเอกซ์รังสีแกมมา เป็นต้น ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จึงมีประโยชน์มากในการสื่อสารและโทรคมนาคม และทางการแพทย์และนักดาราศาสตร์ทำการศึกษาวัตถุท้องฟ้า โดยการศึกษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่วัตถุแผ่รังสีออกมา สเปคตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เราทราบถึงคุณสมบัติทางกายภาพของดวงดาว อันได้แก่ อุณหภูมิ และพลังงาน
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้ากลับไปมาเป็นการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำให้เกิดสนามแม่เหล็ก สนามทั้งสองเหนี่ยวนำกันจนเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งพลังงานออกไปบริเวณรอบข้าง โดยขนาดของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีค่าแปรผันตามกันมาที่สุดพร้อมกันและเป็นศูนย์พร้อมกัน สนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และทิศการกระจายของคลื่นอยู่ในแนวตั้งฉากกัน
- คลื่นวิทยุ ความถี่ 104 – 109 เฮิรตซ์
- คลื่นไมโครเวฟ ความถี่ 109 – (3×1011) เฮิรตซ์ ใช้ศึกษาผ่านดาวเทียม โดยคลื่นไมโครเวฟ จะไม่สะท้อนกลับในชั้นบรรยากาศ
- อินฟราเรด (รังสีใต้แดง) ความถี่ 1011 – 1015 เฮิรตซ์ สามารถทะลุผ่านเมฆหมอกที่หนา เป็นรังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุที่มีความร้อน
- แสงที่ดวงตามองเห็น ความถี่ 1014 – 1015 เฮิรตซ์
- รังสีอัลตราไวโอเลต (รังสีเหนือม่วง) ความถี่ 1015-1018 เฮิรตซ์ ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดรังสีชนิดนี้มากที่สุด ส่งผลให้โลกได้รับรังสีชนิดนี้ตลอดเวลา โดยรังสีอัลตราไวโอเลตถูกกรองโดยสารที่มีชื่อว่าโอโซน ซึ่งอยู่ในชั้นบรรยากาศ สตราโตสเฟียร์
- รังสีเอ็กซ์ ความถี่ 1016 – 1022 เฮิรตซ์
- รังสีแกมมา ความถี่สูงกว่ารังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมาส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์
สมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ไม่ต้องใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่ (บางชนิด)
อัตราเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิดในสุญญากาศเท่ากับ 299,792,458 เมตร/วินาที ซึ่งเท่ากับ อัตราเร็วของแสง
เป็นคลื่นตามขวาง
ถ่ายเทพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง
ถูกปล่อยออกมาและถูกดูดกลืนได้โดยสสาร
ไม่มีประจุไฟฟ้า
คลื่นสามารถแทรกสอด สะท้อน หักเห และเลี้ยวเบนได้
