توتیای دریایی یا خارپُشت دریایی یک جانور آبزی کوچک خاردار است که تمامی اقیانوسهای جهان یافت میشود.
توتیای دریایی از زیرشاخه خارزیان (Echinozoa)، رده خارداران (Echinoidea) است.
پوستهٔ آن گِرد و پوشیده از تیغ است و اندازه آن در سن بلوغ میان ۳ تا ۱۰ سانتیمتر میباشد.
توتیاها جانورانی همهچیزخوار هستند که بستر دریاها را تمیز میکنند. این جانوران در نگاه اول بیجان به چشم میآیند. دهان این جانوران دارای دندان و اندام جونده بسیار پیچیدهای است.
رنگ آنها معمولاً سیاه، سبز، زیتونی، قهوهای، بنفش و قرمز است.
توتیاهای دریایی همانند دیگر خارپوستان قرینگی پنجگانه دارند (که پنجپاری نامیده میشود). حرکت آنها بهوسیلهٔ صدها پای لولهای کوچک، شفاف و چسبناک انجام میگیرد.
تابش الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی نوعی موج عرضی پیشرونده هستند که از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی ساخته شدهاند. این شکل موجی را نشان میدهد که از چپ به راست میرود. میدان الکتریکی در صفحهٔ عمودی و میدان مغناطیسی در صفحهٔ افقی هستند.
تابش الکترومغناطیسی یا انرژی الکترومغناطیسی بر اساس تئوری موجی، نوعی موج است که در فضا انتشار مییابد و از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی ساخته شدهاست. این میدانها در حال انتشار بر یکدیگر و بر جهت پیشروی موج عمود هستند.
گاهی به تابش الکترومغناطیسی نور میگویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گسترهٔ امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نامهای گوناگونی خوانده میشوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نامها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شدهاند.
ماهیت فیزیکی
امواج الکترومغناطیسی را نخستین بار ماکسول پیشبینی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش به اثبات رساند. ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و بنابراین نشان داد که میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هم میتوانند رفتاری موجگونه داشته باشند. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی از معادلات ماکسول درست برابر با سرعت نور به دست میآمد، و ماکسول نتیجه گرفت که نور هم باید نوعی موج الکترومغناطیسی باشد.[۱]
طیف الکترومغناطیسی
طبق معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث ایجاد میدان مغناطیسی میشود و برعکس. بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر میدان مغناطیسی بسازد، میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر میسازد و این گونه موج الکترومغناطیسی ساخته میشود و پیش میرود.
نظریهٔ کوانتومی برهمکنش بین تابش الکترومغناطیسی و ماده را نظریهٔ الکترودینامیک کوانتومی توصیف میکند.
طیف الکترومغناطیسی
نوشتار اصلی: طیف الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نامهای گوناگونی خوانده میشوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نامها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شدهاند.
از بسامد |
تا بسامد |
نام طیف بسامدی |
به انگلیسی |
۳ اگزاهرتز |
پرتو ایکس سخت |
HX |
|
پرتو ایکس نرم |
SX |
||
پرتو فرابنفش دور |
EUV |
||
پرتو فرابنفش نزدیک |
NUV |
||
فروسرخ نزدیک |
NIR |
||
موج کوتاه فروسرخ |
SIR |
||
موج متوسط فروسرخ |
MIR |
||
موج بلند فروسرخ |
HIR |
||
فروسرخ بسیار دور |
FIR |
||
بسامد مافوق بالا (ریزموج) |
EHF |
||
بسامد بسیار بالا (ریزموج) |
SHF |
||
بسامد فرابالا (ریزموج) |
UHF |
||
بسامد خیلی بالا (ریزموج) |
VHF |
||
بسامد بالا (ریزموج) |
HF |
||
بسامد متوسط (ریزموج) |
MF |
||
بسامد پایین (ریزموج) |
LF |
||
بسامد خیلی پایین (ریزموج) |
VLF |
||
۳۰۰ هرتز |
بسامد در حد صوت (ریزموج) |
VF |
|
۳۰ هرتز |
۳۰۰ هرتز |
بسامد بسیار پایین |
ELF[۲] |
تابش خورشید و زمین
بیشینه تابش بر اساس قانون پلانک در گستره دماهای زمینی و خورشیدی
خورشید، این راکتور گرما-هستهای بزرگ، در سرتاسر طیف الکترومغناطیسی تابش میکند. از پرتوهای x و پرتوهای کیهانی گرفته تا موجهای رادیویی به طول موجهایی تا ۱۵m یا بیشتر. اما چون سطح آن داغ است (۶۰۰۰ سانتیگراد)، بیشتر انرژی آن در طول موجهای نسبتاً کوتاه (فرابنفش، مرئی و فروسرخ نزدیک) است و مقدار بیشینه تابش در طول موج نزدیک به ۰٫۵ میکرومتر گسیل میشود. علاوه بر این، پرتوهای فروسرخ خورشید نیز برای ما منبع گرما بشمار میآیند.
با بهرهگیری از فرمولهای تابش پلانک، پی میبریم که انرژی گسیل شده از جسمی با دمایی برابر با دمای زمین نیز باید در محدوده فروسرخ باشد و طول موجهای بارز این تابش نیز تقریباً در محدوده ۱۰ میکرومتر متمرکز است.
از آنجا که زمین همواره در حالت شبه ترازمندی است، درمییابیم به همان اندازه که از خورشید انرژی دریافت میکند، با تابش LW به فضا انرژی از دست میدهد. به این ترتیب، مناسبترین شرایط برای زیست موجودات زنده در این کره خاکی فراهم میشود.