Sähköaallon

Sähköaallon, eli elektromagneettisen aallon, käsite kuvaa energianvälitys, jossa sähkö- ja magneettikentät vaihtuvat vaiheittain ja etenevät tilassa. Sähköaallot voivat kulkea sekä tyhjiössä että aineessa; ne syntyvät, kun varatut hiukkaset tai sähkövirrat muuttuvat ajassa. Ne eivät vaadi mekaanista väliaineen tukea ja voivat kantaa energiaa pitkien matkojen päähän.

Perusominaisuudet: Sähkö- ja magneettikentät ovat toisiaan vastaan kohtisuorissa ja muodostavat transversaaleja aaltoja. Nopeus tyhjiössä on noin 299 792 kilometriä sekunnissa (nopeusvalo c). Taajuus f ja aallonpituus λ liittyvät toisiinsa kaavalla c = fλ. Aaltoenergiaa siirretään Poyntingin vektorilla S, joka osoittaa energian kulkusuunnan. Fotoni on tämän aallon kvantti; sen energia on E = hf.

Säteilyalue ja vuorovaikutus: Elektromagneettinen säteily kattaa koko spektrin radioaalloista gamma-säteilyyn: radio-, mikro-, infrapuna-, näkyvä ja UV-, sekä röntgen- ja gamma-säteet. Aallon vuorovaikutus aineen kanssa riippuu taajuudesta; ne voivat heijastua, taittua, absorboitua tai ionisoitua. Aallot voivat olla polaarisia, jolloin E-kentän suunta on rajoitettu.

Lähteet ja sovellukset: Sähköaaltosäteilyä tuotetaan monin tavoin, esimerkkeinä antennien radiolähetys, mikroaaltouunit, infrapuna- ja näkyvän valon lähteet sekä röntgenlaitteet. Sähköaaltosäteilyä hyödynnetään viestinnässä (radio, televisio, matkapuhelimet, Wi‑Fi), kuvantamisessa (röntgen), sekä monissa tutkimus- ja teollisuussovelluksissa. Turvallisuus: ionisoiva säteily (kuten röntgen- ja gamma-säteet) voi aiheuttaa biologista vahinkoa; ei- ionisoiva säteily (radio- ja näkyvä valo) on yleensä turvallisempaa suurillakin voimilla.

Historian: Maxwellin yhtälöt ennustivat sähkömagneettisen aallon olemassaolon; Hertz demonstroi sen kokeellisesti 1880-luvulla.

---