elektromagnetiske spektrum

Fysisk

2022

Vi forklarer, hvad det elektromagnetiske spektrum er, i hvilke områder det er opdelt, hvad det bruges til, og hvordan det blev opdaget.

Det elektromagnetiske spektrum kan opdeles i områder baseret på deres bølgelængde.

Hvad er det elektromagnetiske spektrum?

Det elektromagnetiske spektrum er fordelingen af energier af elektromagnetisk stråling. Det kan udtrykkes i form af energi, selvom det er mere almindeligt gjort i form af bølgelængde og frekvenser af stråling. Det spænder fra stråling med en kortere bølgelængde (gammastråler) til dem med en længere bølgelængde (radiobølger).

Den består af forskellige underområder eller dele, hvis grænser ikke er helt definerede og har tendens til at overlappe hinanden. Hvert bånd af spektret adskilles fra de andre i opførselen af ​​dets bølger under emission, transmission og absorption, såvel som i dets praktiske anvendelser.

Elektromagnetiske bølger er vibrationer af elektriske felter Y magnetisk der bærer energi. Erbølger forplante sig i et vakuum med hastighed af lyset.

Når vi taler om et objekts elektromagnetiske spektrum, henviser vi til de forskellige bølgelængder, som det udsender (kaldet emissionsspektret) eller absorberer (kaldet absorptionsspektret), og dermed genererer en energifordeling i form af et sæt elektromagnetiske bølger.

Karakteristikaene ved denne fordeling afhænger affrekvens eller bølgelængden af ​​oscillationerne, samt deres energi. De tre størrelser er forbundet med hinanden: en given bølgelængde svarer til a frekvens og en vis energi. Elektromagnetiske bølger kan associere med en partikel kaldet en foton.

Det elektromagnetiske spektrum blev opdaget som følge afeksperimenter og bidragene fra briten James Maxwell, som opdagede tilstedeværelsen af ​​elektromagnetiske bølger og formaliserede ligningerne i hans undersøgelse (kendt som Maxwells ligninger).

Områder af det elektromagnetiske spektrum

Det elektromagnetiske spektrum er i princippet praktisk talt uendeligt (for eksempel ville den længste bølgelængde være på størrelse med universet) og kontinuerligt, men indtil videre har vi været i stand til at kende nogle af dets regioner, kendt som bånd eller segmenter. Disse er, fra mindste til største:

  • Gammastråler. Med en bølgelængde mindre end 10-11 meter (m) og en frekvens større end 1019.
  • Røntgenstråler. Med en bølgelængde mindre end 10-8 m og en frekvens større end 1016.
  • Ekstrem ultraviolet stråling. Med en bølgelængde mindre end 10-8 m og en frekvens større end 1,5 × 1015.
  • Tæt på ultraviolet stråling. Med en bølgelængde mindre end 380 × 10-9 m og en frekvens større end 7,89 × 1014.
  • Synligt lysspektrum. Med en bølgelængde mindre end 780 × 10-9 m og en frekvens større end 384 × 1012.
  • Nær infrarød. Med en bølgelængde mindre end 2,5 × 10-6 m og en frekvens større end 120 × 1012.
  • Midt infrarød. Med en bølgelængde mindre end 50 × 10-6 m og en frekvens større end 6 × 1012.
  • Langt infrarød eller submillimeter. Med en bølgelængde mindre end 350 × 10-6 m og en frekvens større end 300 × 109.
  • Mikrobølgestråling. Med en bølgelængde mindre end 10-2 m og en frekvens større end 3 × 108.
  • Ultra højfrekvente radiobølger. Med en bølgelængde mindre end 1 m og en frekvens større end 300 × 106.
  • Meget højfrekvente radiobølger. Med en bølgelængde mindre end 100 m, en frekvens større end 30 × 106 Hz.
  • Kort radiobølge. Med en bølgelængde mindre end 180 m og en frekvens større end 1,7 × 106.
  • Medium radiobølge. Med en bølgelængde mindre end 650 m og en frekvens større end 650 × 103 Hz.
  • Lang radiobølge. Med en bølgelængde mindre end 104 m og en frekvens større end 30 × 103.
  • Meget lavfrekvent radiobølge. Med en bølgelængde større end 104 m, en frekvens mindre end 30 × 103 Hz.

Områderne i det elektromagnetiske spektrum er gammastråler, røntgenstråler, ultraviolet stråling, det synlige spektrum, mikrobølger og radiofrekvens.

Anvendelser af det elektromagnetiske spektrum

Røntgenstråler bruges i medicin til at se ind i kroppen.

Anvendelsen af ​​det elektromagnetiske spektrum kan være meget forskelligartet. For eksempel:

  • Radiofrekvensbølger. De bruges til at transmittere information over luften, såsom radioudsendelser, TV eller Internettet trådløst internet.
  • Mikrobølgerne. De bruges også til at transmittere information, såsom mobiltelefonsignaler (mobil) eller mikrobølgeantenner. Det bruges også af satellitter som en mekanisme til at sende information til jorden. Og de tjener på samme tid til at varme mad i mikrobølgeovne.
  • Ultraviolet stråling. Det er udstedt af Sol og absorberes af planter for fotosyntese, samt for vores hud, når vi bliver solbrune. Det fodrer også lysstofrørene og tillader eksistensen af ​​faciliteter såsom solarier.
  • Infrarød stråling. Det er den, der overfører varme fra Solen til vores planet, fra en ild til genstandene omkring den, eller fra en varmelegeme inde i vores rum.
  • Spektret af synligt lys. Det gør tingene synlige. Derudover kan den bruges til andre visuelle mekanismer som f.eks biograf, lommelygter osv.
  • Røntgenstråler bruges i medicin til at tage synsindtryk af det indre af vores kroppe, såvel som vores knoglermens de meget mere voldsomme gammastråler bruges som en form for strålebehandling eller kræftbehandling, da de ødelægger DNA af celler der gengiver ude af drift.

Betydningen af ​​det elektromagnetiske spektrum

I den moderne verden er det elektromagnetiske spektrum et nøgleelement for telekommunikation og transmission af information. Det er også vigtigt i udforskningsteknikker (radar-/ekkolodtype) i det ydre rum som en måde at forstå fjerne astronomiske fænomener i vejr og plads.

Det har forskellige medicinske og praktiske anvendelser, som også er en del af det, vi i dag opfatter som livskvalitet. Derfor er dens manipulation uden tvivl en af ​​menneskehedens store opdagelser.

!-- GDPR -->