Erradiazio elektromagnetikoa

Fisikan, erradiazio elektromagnetikoa (EMR) eremu elektromagnetikoko uhinak dira, espazioan hedatzen direnak eta momentu eta energia elektromagnetiko erradiatzailea garraiatzen dituztenak^[1]. Erradiazio elektromagnetiko motak dira irrati-uhinak, mikrouhinak, infragorriak, argia (ikusgaia), izpi ultramoreak, X izpiak eta gamma izpiak, guztiak espektro elektromagnetikoaren parte direnak^[2].

Eskuarki, erradiazio elektromagnetikoa uhin elektromagnetikoak dira, eremu elektriko eta magnetikoen oszilazio sinkronizatuak. Oszilazio-maiztasunaren arabera, espektro elektromagnetikoaren uhin-luzera desberdinak sortzen dira. Hutsean, uhin elektromagnetikoak argiaren abiaduran bidaiatzen dute, ${\displaystyle c}$ gisa adierazten dena. Ingurune homogeneo eta isotropoetan, bi eremuetako oszilazioak elkarrekiko perpendikularrak dira, eta energiaren eta uhinaren hedapen-norabidearekiko perpendikularrak, zeharkako uhin bat osatuz. Uhin elektromagnetiko batek espektro elektromagnetikoaren barruan duen posizioaren ezaugarria oszilazio-maiztasunaren edo uhin-luzeraren arabea finka daiteke. Maiztasun desberdineko uhin elektromagnetikoek izen desberdinak hartzen dituzte, materian jatorri eta efektu desberdinak baitituzte. Maiztasun gorakorraren eta uhin-luzera beherakorraren arabera, hauek dira: irrati-uhinak, mikrouhinak, erradiazio infragorria, argi ikusgaia, erradiazio ultramorea, X izpiak eta gamma izpiak^[3].

Elektrikoki kargatuta dauden eta azelerazioa jasaten duten partikulek igortzen dituzte uhin elektromagnetikoak^[4][5], eta uhin horiek, ondoren, kargatutako beste partikula batzuekin elkarreraginean jardun dezakete, haien gainean indarra eraginez. Uhin elektromagnetikoek energia, momentua eta momentu angeluarra garraiatzen dute jatorrizko partikulatik at, eta kantitate hori bera elkarrekintza duten materiari eman diezaiokete. Erradiazio elektromagnetikoa EM uhinen artean hedatzen ez direnak ("irradiatzen" direnak) sortzen dituzten karga mugikorren eragin zuzenik gabe lotzen da, karga horietatik behar adinako distantzia lortu dutelako. Beraz, batzuetan erradiazio elektromagneikoa eremu urrun gisa hartzen da. Horrela izendatzen direnean, hurbileko eremua kargetatik hurbil dauden EM eremuei eta karga horiek zuzenean sortu zituzten korronteari dagokie, zehazki indukzio elektromagnetikoko eta indukzio elektrostatikoko fenomenoei.

Mekanika kuantikoan, erradiazio elektromagnetikoa ikusteko modu alternatibo bat da fotoiz osatuta dagoela: kargarik gabeko oinarrizko partikulak, atsedeneko masa zero dutenak, eta eremu elektromagnetikoan dauden elkarrekintza elektromagnetiko guztien eragile direnak^[6]. Elektrodinamika kuantikoa da erradiazio elektromagnetikoaren unitateak materiarekin maila atomikoan nola elkarreragiten duten adierazten duen teoria^[7]. Efektu kuantikoek erradiazio elektromagnetikorako iturri gehigarriak azaltzen dituzte, hala nola elektroiak atomo bateko energia-maila baxuagoetara pasatzea eta gorputz beltzaren erradiazioa^[8]. Banakako fotoi baten energia kuantizatuta dago, eta handiagoa da maiztasun handieneko fotoientzat. Erlazio hori Plancken ekuazioak (${\displaystyle E=h\nu }$) ematen du, non ${\displaystyle E}$ fotoiaren energia baita, ${\displaystyle \nu }$ fotoiaren maiztasuna eta ${\displaystyle h}$ Plancken konstantea. Gamma izpien fotoi bakar batek, adibidez, argi-fotoi ikusgarri bakar baten energia baino ~100.000 aldiz gehiago garraia dezake.

Erradiazio elektromagnetioa konposatu kimikoetan eta organismo biologikoetan duen eragina erradiazioaren potentziaren eta maiztasunaren araberakoa da. Frekuentzia ikusgarriak edo baxuagoak dituzten erradiazioei (hau da, argi ikusgaia, infragorriak, mikrouhinak eta irrati-uhinak) erradiazio ez-ionizatzaile deritze, haien fotoiek ez baitute atomoak edo molekulak ionizatzeko edo lotura kimikoak hausteko adina energia indibidualki. Erradiazio horiek sistema kimikoetan eta ehun bizietan duten eragina fotoi askoren energia-transferentzia konbinatuak eragindako berotze-efektuei zor zaie nagusiki. Aldiz, goi-frekuentziako X izpi, gamma izpi eta ultramoreei erradiazio ionizatzaile deritze, hain maiztasun handiko banakako fotoiek energia nahikoa baitute molekulak ionizatzeko edo lotura kimikoak hausteko. Erradiazio horiek erreakzio kimikoak eragiteko eta zelula biziei kalte egiteko gaitasuna dute, berotze hutsetik haratago, eta arriskutsuak izan daitezke osasunerako.

1. ↑ Morin, David J.. (2013). Electricity and magnetism. (3. ed., reprint. with corr. argitaraldia) Cambridge Univ. Press ISBN 978-1-107-01402-2. (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
2. ↑ Browne, Michael E.. (2010). Physics for engineering and science: 788 fully solved problems ; concise explanations of all course concepts ; complete coverage of Newton's laws of motion, waves and sounds, the first and second laws of thermodynamics, capacitance, and magnetic fields ; use with these courses: principles of physics, elements of physics, introductory college physics, general physics, physics of engineering. (2. ed. argitaraldia) McGraw-Hill ISBN 978-0-07-161399-6. (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
3. ↑ (Ingelesez) «VIII. A dynamical theory of the electromagnetic field» Philosophical Transactions of the Royal Society of London 155: 459–512. 1865-12-31  doi:10.1098/rstl.1865.0008. ISSN 0261-0523. (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
4. ↑ Cloude, Shane. (1995). An introduction to electromagnetic wave propagation and antennas. Springer [u.a.] ISBN 978-0-387-91501-2. (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
5. ↑ Bettini, Alessandro. (2017). A course in classical physics. 4: Waves and light / Alessandro Bettini. Springer ISBN 978-3-319-48329-0. (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
6. ↑ (Ingelesez) «The dual nature of light as reflected in the Nobel archives» NobelPrize.org (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
7. ↑ «Electromagnetic Spectrum | Encyclopedia.com» www.encyclopedia.com (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).
8. ↑ Tipler, Paul Allen. (1999). Physics. 1: Mechanics, oscillations and waves, thermodynamics. (4.ed. argitaraldia) Worth Publ ISBN 978-1-57259-491-3. (Noiz kontsultatua: 2023-09-05).