Funkcie elektromagnetického spektra, pásma, aplikácie

On elektromagnetické spektrum Skladá sa z usporiadaného usporiadania všetkých vlnových dĺžok elektromagnetických vĺn, ktoré predpokladajú akúkoľvek kladnú hodnotu, bez akýchkoľvek obmedzení. Je rozdelený do 7 častí, medzi ktorými je zahrnuté viditeľné svetlo.

Sme oboznámení s frekvenciami viditeľného svetla, keď vidíme dúhu, v ktorej každá farba zodpovedá inej vlnovej dĺžke: červená je najdlhšia a najkratšia fialová farba.

Elektromagnetické spektrum. Všimnite si, že frekvencia (a s ňou energia) sa v tejto schéme zvyšuje zľava doprava. André Oliva / verejná doména

Viditeľná hodnosť svetla sotva zaberá veľmi krátku oblasť spektra. Ostatné regióny, ktoré nevidíme, sú rádiové vlny, mikrovlnná rúra, infračervené, ultrafialové, X -Rays a Gamma Rays.

Regióny neboli objavené súčasne, ale v rôznych časoch. Napríklad, existenciu rádiových vĺn predpovedal v roku 1867 James Clerk Maxwell a neskôr, v roku 1887, Heinrich Hertz ich prvýkrát vyrobil v ich laboratóriu, takže sa nazývajú Hertzijské vlny.

Všetci sú schopní interagovať s hmotou, ale rôznymi spôsobmi, v závislosti od energie, ktorú nosia. Na druhej strane, rôzne oblasti elektromagnetického spektra nie sú ostro definované, pretože v skutočnosti sú limity rozptýlené.

[TOC]

Kapela

Elektromagnetické pásy. Tatoute a Phroood/CC By-SA (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)

Limity medzi rôznymi oblasťami elektromagnetického spektra sú dosť rozptýlené. Nejde o prírodné divízie, v skutočnosti je spektrum kontinuum.

Oddelenie v pásmoch alebo oblastiach však slúži na pohodlné charakterizáciu spektra podľa jeho vlastností. Náš popis začneme rádiovými vlnami, ktorých vlnové dĺžky sú väčšie.

Rádiové vlny

Najnižšie frekvencie majú rozsah okolo 10⁴ Hz, ktorý zase zodpovedá najdlhším vlnovým dĺžkam, zvyčajne veľkosti budovy. Rádio AM, FM a Citizen Band používajú vlny v tomto rozsahu, ako aj televízne vysielanie VHF a UHF.

Môže vám slúžiť: Gemine: pôvod, charakteristiky a ako ich pozorovať

Na účely komunikácie sa rádiové vlny prvýkrát používali okolo roku 1890, keď Guglielmo Marconi vynašiel rádio.

Pretože frekvencia rádiových vĺn je nižšia, nemajú na túto záležitosť žiadne ionizujúce účinky. To znamená, že rádio vlny chýba dostatočná energia na vylúčenie elektrónov z molekúl, ale teplota objektov sa zvyšuje pri zvyšovaní vibrácií molekúl.

Mikrovlnná rúra

Mikrovlnná vlnová dĺžka je v poradí centimetrov a bola tiež prvýkrát zistená Heinrich Hertz.

Majú dostatok energie na zahriatie potravín, ktoré v väčšej alebo menšej miere obsahuje vodu. Voda je polárna molekula, čo znamená, že zatiaľ čo je elektricky neutrálna, negatívna a pozitívna zaťaženie, je mierne oddelená, čím sa vytvára elektrický dipól.

Keď mikrovlnné rúry, ktoré sú elektromagnetické polia, ovplyvňujú dipól, produkujú krútiace momenty, ktoré ich otáčajú, aby ich zarovnali s poľom. Pohyb sa premieta do energie, ktorá siaha cez jedlo a má za následok jeho zahrievanie.

Infračervený

Túto časť elektromagnetického spektra objaví William Herschel na začiatku 19. storočia a má nižšiu frekvenciu ako viditeľné svetlo, ale väčšie ako mikrovlnná rúra.

Vlnová dĺžka infračerveného spektra (pod červenou) je porovnateľná s špičkou ihly, preto ide o viac energie ako mikrovlnná rúra.

Na tieto frekvencie prichádza veľká časť slnečného žiarenia. Akýkoľvek objekt emituje určité množstvo infračerveného žiarenia, ešte viac, takže ak sú horúce, napríklad kuchynské kachle a horúce zvieratá. Je to pre ľudí neviditeľné, ale niektorí predátori rozlišujú infračervené emisie od svojej koristi, čo im dáva výhodu pri love.

Môže vám slúžiť: A čo energia obsiahnutá v materiáloch?

Viditeľný

Je to časť spektra, ktorú dokážeme zistiť našimi očami, medzi 400 a 700 nanometrami (1 nanometer, skrátene nm Je to 1 × 10^-9 m) vlnová dĺžka.

Biele svetlo obsahuje zmes všetkých vlnových dĺžok, ktorú vidíme osobitne, keď je vyrobené hranolom. Voda kvapky sa niekedy správa ako hranoly, a preto vidíme farby dúhy.

Farby dúhy predstavujú rôzne vlnové dĺžky viditeľného svetla. Zdroj: Pixabay.

Vlnové dĺžky farieb, ktoré vidíme v nanometroch, sú:

-Červená: 700-620

-Oranžová: 620-600

-Žltá: 600-580

-Zelená: 580-490

-Modrá: 490-450

-Violet: 450-400

Ultrafialová farba

Je to viac energie ako viditeľné svetlo s vlnovými dĺžkami za fialovou, to znamená viac ako 450 nm.

Nevidíme to, ale v žiarení, ktoré pochádza zo slnka, je veľa. A keďže má väčšiu energiu ako viditeľná časť, toto žiarenie interaguje oveľa viac s hmotou, čo spôsobuje poškodenie mnohých molekúl biologického významu.

Ultrafialové lúče boli objavené krátko po infračervenom, hoci na začiatku sa nazývali „chemické lúče“, pretože reagujú s látkami, ako je chlorid strieborného.

Röntgenové lúče

Objavil ich Wilhelm Roentgen v roku 1895, zatiaľ čo experimentoval zrýchlenie elektrónov (katódové lúče) zamerané na cieľ. Nemožno vysvetliť ich pôvod, nazval ich X -Rays.

Je to vysoko energetické a vlnové žiarenie porovnateľné s veľkosťou atómu, schopné prekročiť nepriehľadné telá a vytvárať obrázky, ako sú röntgenové snímky.

Rádiografie sa získava pomocou X -Rays: Zdroj: Pixabay.

Keďže majú viac energie, môžu s hmotou interagovať extrahovaním elektrónov z molekúl, a preto sú známe menom ionizujúceho žiarenia.

Gama lúče

Toto je najviac energetické žiarenie zo všetkých, s vlnovými dĺžkami rádovo atómové jadro. Vyskytuje sa v prírode často, pretože je emitovaný rádioaktívnymi prvkami, pretože klesajú smerom k stabilnejším jadrám.

Môže vám slúžiť: Grashof zákon: prípady, mechanizmy, príklady, aplikácie

Vo vesmíre existujú zdroje gama lúča pri výbuchoch supernovy, ako aj záhadné predmety, z ktorých sú kliknutia, čierne diery a neutronové hviezdy.

Atmosféra Zeme chráni planétu pred týmto vysoko ionizujúcim žiarením, ktoré pochádzajú z vesmíru, a že kvôli ich veľkej energii má škodlivý vplyv na biologické tkanivo.

Žiadosti

-Rádiové alebo rádiové frekvenčné vlny sa používajú v telekomunikáciách, pretože sú schopné prepravovať informácie. Tiež na terapeutické účely na zahrievanie tkanív a zlepšenie textúry pokožky.

-Na získanie obrázkov pomocou magnetických rezonancií sa vyžadujú aj rádiofrekvencie. V astronómii ich rádioteleskopy používajú na štúdium štruktúry nebeských objektov.

-Mobilné telefóny a satelitná televízia sú dve mikrovlnné aplikácie. Radar je ďalšou dôležitou aplikáciou. Okrem toho je celý vesmír ponorený do mikrovlnného žiarenia, z veľkého tresku, detekcia tohto žiarenia na pozadí je najlepším testom v prospech tejto teórie.

Radar emituje impulz smerom k objektu, ktorý rozptyľuje energiu vo všetkých smeroch, ale jedna časť sa odráža, čo prináša informácie o umiestnení objektu. Zdroj: Wikimedia Commons.

-Viditeľné svetlo je potrebné, pretože nám umožňuje efektívne interagovať s naším prostredím.

-X -Rays má viac aplikácií ako diagnostický nástroj v medicíne a tiež na úrovni materiálovej vedy, na určenie charakteristík mnohých látok.

-Gama žiarenie z rôznych zdrojov sa používa ako liečba rakoviny, ako aj sterilizácia potravín.

Odkazy

1. Giambattista, a. 2010. Fyzika. Druhé vydanie. McGraw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Rex, a. 2011. Základy fyziky. Pearson.
4. Serway, r. 2019. Fyzika pre vedu a inžinierstvo. 10. Vydanie. Zväzok 2. Cengage.
5. Shipman, J. 2009. Úvod do fyzickej vedy. Dvanáste vydanie. Brooks/Cole, edície Cengage.