Шкала электромагнитных волн: таблица
По убыванию длины волны и росту частоты: радиоволны (длиннее 1 мм), инфракрасное излучение (1 мм — 780 нм), видимый свет (780—380 нм), ультрафиолетовое (380—10 нм), рентгеновское (10—0,01 нм) и гамма-излучение (короче 0,01 нм). Все эти волны распространяются в вакууме со скоростью света.
Шкала электромагнитных волн: диапазоны, длины волн и частоты
Такого излучения нет. Попробуйте: радиоволны, инфракрасное, свет, ультрафиолет, рентген, гамма.
| Излучение | Длина волны | Частота | Источники | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Радиоволны | больше 1 мм | меньше 3 · 10^11 Гц | колебательный контур и антенна, молнии, звёзды | радиосвязь, телевидение, мобильная связь, радиолокация, микроволновая печь |
| Инфракрасное излучение | 1 мм — 780 нм | 3 · 10^11 — 4 · 10^14 Гц | любые нагретые тела, Солнце | тепловизоры, приборы ночного видения, пульты, сушка и обогрев |
| Видимый свет | 780 — 380 нм | 4 · 10^14 — 8 · 10^14 Гц | Солнце, лампы, светодиоды, лазеры | зрение, освещение, фотография, оптические приборы |
| Ультрафиолетовое излучение | 380 — 10 нм | 8 · 10^14 — 3 · 10^16 Гц | Солнце, кварцевые и бактерицидные лампы, электрическая дуга | обеззараживание, выработка витамина D в коже, люминесцентный анализ |
| Рентгеновское излучение | 10 — 0,01 нм | 3 · 10^16 — 3 · 10^19 Гц | рентгеновская трубка: торможение быстрых электронов | медицинские снимки, досмотр багажа, дефектоскопия, изучение кристаллов |
| Гамма-излучение | меньше 0,01 нм | больше 3 · 10^19 Гц | радиоактивный распад, ядерные реакции, космос | лучевая терапия, стерилизация, гамма-дефектоскопия |
Границы диапазонов условны: в разных учебниках их проводят немного по-разному, соседние диапазоны перекрываются. Все эти волны в вакууме распространяются с одной скоростью c = 3 · 10^8 м/с.
Сможешь без таблицы? 3 вопроса
Шкала электромагнитных волн: от простых к трудным. Порядок диапазонов, их свойства и расчёт длины волны.
Контрольная по этой теме скоро?
10 заданий и шпаргалка: Миша соберёт прогон по теме и карточки на утро.
В 10–11 классе? Это задание 13 ЕГЭ
«Школьный» на 30 дней — 199 ₽: тетради для печати, тренажёры по темам, ОГЭ и ВПР. Оформить «Школьный»
Учителю: собрание и памятка для родителей
Презентация к родительскому собранию и памятка, как готовиться к контрольным и экзаменам.
Родителю: как помочь с подготовкой
Что спросить у ребёнка, сколько заниматься и как видеть прогресс без лишнего контроля.
Как пользоваться шкалой электромагнитных волн?
Шкала электромагнитных волн — все виды излучения, выстроенные по длине волны: от радиоволн длиной в километры до гамма-лучей короче 0,01 нм. Первая таблица даёт для каждого диапазона длины волн, частоты, источники и применение. Ниже — поддиапазоны радиоволн, цвета видимого света, формулы и что меняется вдоль шкалы.
Скачать PDFА4, 2 листа, 232 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницуПолучить в TelegramПришлю эту таблицу в PDF — и, если захочешь, напомню повторить через 3 дня10 карточек из таблицы: Миша спросит их снова, когда начнут забываться. Без регистрацииТекст со ссылкой на таблицу и 3 вопроса — для чата класса
Что меняется вдоль шкалы электромагнитных волн
| Свойство | Радиоволны | Гамма-излучение |
|---|---|---|
| Длина волны | самая большая | самая маленькая |
| Частота | самая маленькая | самая большая |
| Энергия фотона E = hν | самая маленькая | самая большая |
| Проникающая способность в вещество | проходят сквозь стены, но задерживаются металлом | самая высокая: ослабляется толстым слоем свинца или бетона |
| Какие свойства заметнее | волновые: дифракция, огибание препятствий | квантовые: действие отдельных фотонов, ионизация |
| Опасность для живого | малая при обычной мощности | ионизирующее излучение, опасно |
Диапазоны радиоволн
| Радиоволны | Длина волны | Где используют |
|---|---|---|
| Сверхдлинные | больше 10 км | связь с подводными лодками, навигация |
| Длинные | 10 — 1 км | радиовещание на большие расстояния |
| Средние | 1 км — 100 м | радиовещание |
| Короткие | 100 — 10 м | дальняя связь за счёт отражения от ионосферы |
| Ультракороткие | меньше 10 м | FM-радио, телевидение, мобильная связь, Wi-Fi, радиолокация |
Цвета видимого света и длины волн
| Цвет | Длина волны, нм |
|---|---|
| Красный | 760 — 620 |
| Оранжевый | 620 — 590 |
| Жёлтый | 590 — 560 |
| Зелёный | 560 — 500 |
| Голубой | 500 — 480 |
| Синий | 480 — 450 |
| Фиолетовый | 450 — 380 |
Порядок цветов запоминают фразой «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Границы цветов примерные.
Формулы электромагнитных волн
| Что | Формула | Пояснение |
|---|---|---|
| Длина волны | λ = cT = c/ν | c = 3 · 10^8 м/с |
| Частота | ν = c/λ | единица — герц |
| Скорость в среде | v = c/n | n — показатель преломления; частота при переходе в среду не меняется |
| Энергия фотона | E = hν = hc/λ | h = 6,6 · 10^(−34) Дж · с |
| Длина волны колебательного контура | λ = 2πc√(LC) | на какую волну настроен радиоприёмник |
Что общего у всех электромагнитных волн?
Электромагнитная волна — распространяющиеся в пространстве колебания электрического и магнитного полей. Их излучают ускоренно движущиеся заряды. Радиоволны, свет и гамма-лучи — одно и то же явление, различаются только длиной волны и частотой.
Все электромагнитные волны поперечные, в вакууме идут со скоростью c = 3 · 10^8 м/с, отражаются, преломляются, дают интерференцию и дифракцию. С ростом частоты растёт энергия фотона, и на коротких волнах всё заметнее квантовые свойства излучения.
Пример: к какому диапазону относится волна
Микроволновая печь работает на частоте 2,45 ГГц. Длина волны λ = c/ν = 3 · 10^8 / 2,45 · 10^9 ≈ 0,12 м = 12 см. Это больше 1 мм — радиоволны, диапазон ультракоротких (сантиметровых) волн.
Лазерная указка светит на длине волны 650 нм: это видимый свет, красный цвет. Частота ν = 3 · 10^8 / 6,5 · 10^(−7) ≈ 4,6 · 10^14 Гц.
В каком классе проходят шкалу электромагнитных волн?
Впервые — в 9 классе, в теме «Электромагнитное поле»: шкала излучений и применение каждого диапазона. В 11 классе к ней возвращаются после волновой оптики и перед квантовой физикой: свойства излучений разных частот, энергия фотона. На ЕГЭ это задания 13, 17 и 18.
Задача ЕГЭ по этой таблице
Задание 13 ЕГЭ по физике. Нужна одна формула из таблицы формул: c = λν. Длина волны 5 м и частота 75 МГц — это ультракороткие радиоволны.
-
Задание 1 из 2
Радиостанция передаёт электромагнитные волны длиной 5 м. Скорость распространения электромагнитных волн примите равной 3 · 10^8 м/с. Определите частоту излучения в мегагерцах. В ответе запишите только число.
Показать ответ
-
Задание 2 из 2
Радиопередатчик излучает электромагнитные волны частотой 75 МГц. Скорость распространения волн в воздухе примите равной 3 · 10^8 м/с. Определите длину волны. В ответе запишите только число без единицы измерения.
Показать ответ
Задания не загрузились. Обновите страницу или откройте тренажёр.
Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день
Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?
Расчёт длины волны и частоты радиоволн — задание 13 ЕГЭ. Энергия фотона разных диапазонов — задание 17, а утверждения о свойствах излучений — задание 18.
- Задание 13 ЕГЭ: колебания, волны, оптикаДлина волны, частота, колебательный контур.
- Задание 17 ЕГЭ: квантовая физикаКак меняется энергия и импульс фотона с частотой.
- Задание 18 ЕГЭ: верные утвержденияУтверждения о свойствах и применении излучений.
Теория по теме:
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Вопросы и ответы
Как расположены излучения на шкале электромагнитных волн?
По убыванию длины волны: радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. Частота и энергия фотона в этом порядке растут.
Какое излучение самое опасное?
Рентгеновское и гамма-излучение: их фотоны ионизируют атомы и повреждают клетки. Жёсткий ультрафиолет тоже опасен — вызывает ожоги кожи и глаз, поэтому защищаются очками и кремами.
Почему видимый свет занимает такую узкую часть шкалы?
Глаз человека чувствителен только к волнам примерно от 380 до 780 нм — меньше чем в два раза по длине волны. Солнце сильнее всего излучает именно в этом диапазоне, и зрение к нему приспособилось.
Источники
- Физика. 9 класс: учебник А. В. Перышкина, Е. М. Гутник (М.: Просвещение) — электромагнитные волны, шкала электромагнитных волн
- Физика. 11 класс: учебник Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, В. М. Чаругина (М.: Просвещение) — виды излучений, шкала электромагнитных излучений, радиосвязь
- ФИПИ: кодификатор и спецификация ЕГЭ по физике — электромагнитные волны; задания 13, 17 и 18