전자기파의 종류와 이용

안녕하세요. 학습코치 부이쌤입니다. 이번 시간에는 전자기파의 이용이라는 주제로 고등학교 과학탐구영역 물리1에 대한 이야기를 하겠습니다. 

 

 

이번 주제는 2020년 6월 모의고사 4번 문항을 토대로 재구성하였으며, 전자기파의 의미와 그 종류인 감마(r)선, X선, 자외선, 적외선 ,마이크로파, 라디오파와 그것을 활용한 예를 살펴보겠습니다.

 

■제시문

4번 문항에서는 (가)는 과정에 따른 전자기파의 분류를 나타낸 것이고, (나)는 (가)의 전자기파 A, B, C를 이용한 예를 순서 없이 나타낸 것이다. 라고 출제되었습니다. (가)의 A, B, C가 무엇인지 파악하고 (나)의 활용한 사례를 연결시키면 되겠습니다.

 

 

(가) : 10의 -12제곱을 시작으로 10의 3제곱의 순서로 A, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, B, C

 

(나) : 암 치료기, 전자레인지, 라디오

 

전자기파의 종류는 양심적으로 모든 것을 나열하였으므로, A, B, C는 각각 감마(r)선, 마이크로파, 라디오파임을 알 수 있습니다. 암 치료기, 전자레인지, 라디오가 어느 전자기파인지 연결시키면 되겠습니다. 지금부터 전자기파의 종류와 이용에 대해 알아보겠습니다.

 

 

■전자기파

전자기파는 전기장과 자기장이 서로를 유도하며 진행하는 파동을 말합니다. 진동 방향은 서로 수직이고, 이때, 전자기파는 자기장의 진동 방향에 수직인 방향이므로 횡파라고 합니다. 매질이 없어도 진행하며, 진공에서 전자기파의 속력은 파장에 관계없이 약 3*10의 3제곱 m/s입니다. 

 

 

같은 매질에서 진동수가 클수록 에너지가 크고, 파동의 일반적인 반사, 굴절, 회절 현상과 같은 파동성을 나타내고, 광전 효과와 같은 입자성도 나타냅니다.

 

이때, 전기장은 전하로 인한 전기력이 미치는 공간을 말하며, 자기장은 자석의 주위나 전류의 주위, 지구의 표면 등을 자기의 작용이 미치는 공간을 말합니다. 매질은 어떤 파동이나 물리적 작용을 한 곳에서 다른 곳으로 옮겨주는 매개물을 말하며, 광전 효과란 아인슈타인이 증명한 것으로, 물질의 표면에 빛을 비추면 자유 전자가 튀어 나오는 현상을 말합니다.

 

 

■감마(r)선

감마선은 X선보다 파장이 짧고, 에너지가 가장 큽니다. 불안정한 원자핵이 붕괴하면서 방출하기 때문에 에너지가 매우 크고, 화상이나 암 유발, 유전자 변형을 일으킵니다. 의료 기관에서 암을 치료하는 데 이용됩니다.

 

 

■X선

X선은 감마선보다 파장이 긴 전자기파입니다. 투과력이 강하여 인체 내부와 골격 사진을 찍을 때 이용되며, 공항에서 수하물 내의 물품을 검색할 때 물질의 특성을 파악할 때 이용됩니다.

 

 

■자외선

자외선은 X선보다 파장이 긴 전자기파입니다. 세균의 단백질 합성을 방해하여 살균 작용을 하며, 태양에서 오는 자외선은 피부 노화의 원인이 되기도 하고, 피부에서 비타민 D의 생성, 위조지폐 감별 등에 이용됩니다.

 

 

■가시광선

가시광선은 사람의 눈으로 관찰할 수 있는 전자기파로 사람의 눈은 파장에 따라 반응 정도가 다르며, 광학 기구에 이용됩니다.

 

 

■적외선

적외선은 가시광선의 빨간색보다 파장이 긴 전자기파로, 적외선 진동이 열을 발생시켜 열선이라고도 합니다. 적외선 열화상 카메라, 적외선 온도계, 리모콘, 야간 투시경 등에 이용됩니다.

 

 

■마이크로파

마이크로파는 적외선보다 파장이 긴 전자기파로, 진동수에 따라 전자레인지, 휴대 전화, 레이더, 위성 통신 등에 이용됩니다.

 

 

■라디오파

라디오파는 가장 긴 파장의 전자기파로, 파장의 크기에 따라 TV 방송, FM라디오, 경찰 라디오, 항공기 라디오, AM라디오 등에 이용됩니다.

 

 

■정리

 

A는 X선보다 파장이 짧은 전자기파로 감마선이고, 적외선 다음으로 파장이 긴 전자기파 B는 마이크로파, 그 다음 C는 라디오파입니다. 암치료기는 감마선을 이용, 전자레인지는 마이크로파를 이용, 라디오는 라디오파를 이용합니다.

 

■마치며

지금까지 전자기파의 종류와 이용에 대해 알아보았는데요. 가끔 인체에 유해한 것을 만질 일이 생기는데 제품의 유의사항을 통해 인체에 유해되지 않도록 주의하도록 해요. 지금까지 학습코치 부이쌤이었습니다.