Cechy widma elektromagnetyczne, pasma, aplikacje

On widmo elektromagnetyczne Składa się z uporządkowanego układu wszystkich długości fal elektromagnetycznych, które przyjmują jakąkolwiek wartość dodatnią, bez żadnych ograniczeń. Jest podzielony na 7 sekcji, w tym światło widzialne.

Znamy częstotliwości światła widzialnego, gdy widzimy tęczę, w której każdy kolor odpowiada innej długości fali: czerwona jest najdłuższa i najkrótsza fiolet.

Widmo elektromagnetyczne. Zauważ, że częstotliwość (i wraz z nią energia) wzrasta od lewej do prawej w tym schemacie. André Oliva / Public Domena

Widzialna ranga światła ledwo zajmuje bardzo krótki obszar spektrum. Inne regiony, których nie widzimy, to fale radiowe, kuchenka mikrofalowa, podczerwień, ultrafiolet, X -kraje i promienie gamma.

Regiony nie zostały odkryte w tym samym czasie, ale w różnych momentach. Na przykład istnienie fal radiowych zostało przewidziane w 1867 r. Przez Jamesa Clerka Maxwella, a lata później, w 1887 r., Heinrich Hertz wyprodukował je po raz pierwszy w laboratorium, więc nazywane są falami Hertzianami.

Wszyscy są w stanie wchodzić w interakcje z materią, ale na różne sposoby, w zależności od energii, którą noszą. Z drugiej strony różne regiony widma elektromagnetycznego nie są ostro zdefiniowane, ponieważ w rzeczywistości limity są rozproszone.

[TOC]

Zespoły

Pasma widma elektromagnetycznego. Tatoute i phroood/cc by-sa (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/)

Granice między różnymi obszarami widma elektromagnetycznego są raczej rozproszone. Nie chodzi o naturalne podziały, w rzeczywistości spektrum jest kontinuum.

Jednak rozdział w pasmach lub obszarach służy do wygodnej scharakteryzowania widma zgodnie z jego właściwościami. Zaczniemy nasz opis od fal radiowych, których długości fali są większe.

Fale radiowe

Najniższe częstotliwości mają zasięg około 10⁴ HZ, co z kolei odpowiada najdłuższym długościom fali, zwykle wielkości budynku. Radio AM, FM i obywatelskie zespoły używają fal w tym zakresie, a także transmisji telewizyjnych VHF i UHF.

Może ci służyć: gemine: pochodzenie, cechy i sposób ich obserwowania

Do celów komunikacyjnych fale radiowe zostały po raz pierwszy użyte około 1890 roku, kiedy Guglielmo Marconi wynalazł radio.

Ponieważ częstotliwość fal radiowych jest niższa, nie mają one wpływu jonizującego na sprawę. Oznacza to, że fale radiowe nie mają wystarczającej energii do wydalenia elektronów z cząsteczek, ale temperatura obiektów wzrasta podczas podniesienia wibracji cząsteczek.

kuchenka mikrofalowa

Długość fali mikrofalowej jest rzędu centymetrów, a także po raz pierwszy wykryte przez Heinrich Hertz.

Mają wystarczającą energię, aby podgrzewać pokarm, który w większym lub mniejszym stopniu zawiera wodę. Woda jest cząsteczką polarną, co oznacza, że ​​chociaż jest elektrycznie neutralna, obciążenia ujemne i dodatnie są lekko oddzielone, tworząc dipol elektryczny.

Gdy mikrofalowe, które są pola elektromagnetyczne, wpływają na dipol, wytwarzaj momenty, które skłaniają je do obracania się, aby wyrównać je z polem. Ruch przekłada się na energię, która rozciąga się na żywność i ma wpływ na ogrzewanie.

Podczerwień

Ta część spektrum elektromagnetycznego jest odkryta przez Williama Herschela na początku XIX wieku i ma niższą częstotliwość niż światło widzialne, ale większe niż mikrofalowe.

Długość fali widma podczerwieni (poniżej czerwonego) jest porównywalna z końcem igły, dlatego jest to bardziej promieniowanie energii niż mikrofal.

Zna część promieniowania słonecznego występuje przy tych częstotliwościach. Każdy obiekt emituje pewną ilość promieniowania w podczerwieni, tym bardziej, jeśli są gorące, na przykład piece kuchenne i zwierzęta z gorącym. Jest to niewidoczne dla ludzi, ale niektóre drapieżniki odróżniają emisję podczerwieni od ich ofiary, co daje im przewagę w polowaniu.

Może ci służyć: co z energią zawartą w materiałach?

Widoczny

Jest to część spektrum, którą możemy wykryć naszymi oczami, od 400 do 700 nanometrów (1 nanometr, skrócony nm To 1 × 10^-9 m) długość fali.

Białe światło zawiera mieszankę wszystkich długości fali, które możemy zobaczyć osobno, gdy jest wykonane przez pryzmat. Krople wody czasami zachowują się jak pryzmaty i dlatego możemy zobaczyć kolory tęczy.

Kolory tęczy reprezentują różne długości fali światła widzialnego. Źródło: Pixabay.

Długości fali kolorów, które widzimy w nanometrach, to:

-Czerwony: 700-620

-Orange: 620-600

-Żółty: 600-580

-Zielony: 580-490

-Niebieski: 490-450

-Fiolet: 450-400

Ultrafioletowy

Jest to bardziej region energii niż światło widzialne, z długościami fal poza fioletem, to znaczy większe niż 450 nm.

Nie widzimy tego, ale w promieniowaniu pochodzi z słońca, jest wiele. A ponieważ ma większą energię niż część widzialna, promieniowanie to oddziałuje znacznie więcej z materią, powodując uszkodzenie wielu biologicznych cząsteczek znaczenia.

Promienie ultrafioletowe zostały odkryte wkrótce po podczerwieni, chociaż na początku nazywano je „promieniami chemicznymi”, ponieważ reagują one z substancjami takimi jak chlorek srebra.

Promieniowanie rentgenowskie

Zostały je odkryte przez Wilhelma Roentgen w 1895. Nie można wyjaśnić ich pochodzenia, nazwał je x -kas.

Jest to wysoce energii i promieniowanie długości fali porównywalne z wielkością atomu, zdolnego do przekraczania nieprzezroczystych ciał i tworzenia obrazów, takich jak radiografie.

Radiografy są uzyskiwane przez X -Krays: Źródło: Pixabay.

Ponieważ mają więcej energii, mogą oddziaływać z materią poprzez wydobywanie elektronów z cząsteczek, stąd są znane pod nazwą promieniowania jonizującego.

Promienie gamma

Jest to najbardziej energetyczne promieniowanie ze wszystkich, z długościami fali rzędu jądra atomowego. Często występuje w naturze, ponieważ jest emitowany przez elementy radioaktywne, gdy spadają one w kierunku bardziej stabilnych jąder.

Może ci służyć: Grashof Law: przypadki, mechanizmy, przykłady, aplikacje

We wszechświecie istnieją źródła promienia gamma w eksplozjach supernowej, a także tajemnicze obiekty, w tym kliknięcia, czarne dziury i gwiazdy neutronów.

Atmosfera Ziemi chroni planetę przed tymi wysoce jonizującymi promieniami pochodzącymi z wszechświata, a ze względu na ich wielką energię ma szkodliwy wpływ na tkankę biologiczną.

Aplikacje

-Fale częstotliwości radiowej lub radiowej są używane w telekomunikacji, ponieważ są w stanie transportować informacje. Również w przypadku celów terapeutycznych w celu podgrzewania tkanek i poprawy tekstury skóry.

-Aby uzyskać obrazy za pomocą rezonansów magnetycznych, wymagane są również radiotelefony. W astronomii teleskopy radiowe używają ich do zbadania struktury obiektów niebieskich.

-Telefony komórkowe i telewizja satelitarna to dwie aplikacje mikrofalowe. Radar to kolejna ważna aplikacja. Ponadto cały wszechświat jest zanurzony w tle promieniowania mikrofalowego, od Wielkiego Wybuchu, wykrywanie tego promieniowania tła jest najlepszym testem na korzyść tej teorii.

Radar emituje puls w kierunku obiektu, który rozprasza energię we wszystkich kierunkach, ale jedna część jest odzwierciedlona, ​​wnosząc informacje o lokalizacji obiektu. Źródło: Wikimedia Commons.

-Widzialne światło jest konieczne, ponieważ pozwala nam skutecznie interakcja z naszym środowiskiem.

-X -Kracy mają wiele zastosowań jako narzędzie diagnostyczne w medycynie, a także na poziomie nauki materialnej, aby określić cechy wielu substancji.

-Promieniowanie gamma z różnych źródeł jest stosowane jako leczenie raka, a także do sterylizacji żywności.

Bibliografia

1. Giambattista, a. 2010. Fizyka. Druga edycja. McGraw Hill.
2. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6th. Ed Prentice Hall.
3. Rex, a. 2011. Podstawy fizyki. osoba.
4. Serway, r. 2019. Fizyka nauk i inżynierii. 10. Wydanie. Głośność 2. Cengage.
5. Shipman, J. 2009. Wprowadzenie do nauk fizycznych. Dwunaste wydanie. Brooks/Cole, Cengage Editions.