Sähkömagneettiset spektrin ominaisuudet, kaistat, sovellukset

Hän sähkömagneettinen spektri Se koostuu sähkömagneettisten aaltojen kaikkien aallonpituuksien järjestyksestä, joissa on positiivinen arvo, ilman mitään rajoituksia. Se on jaettu 7 osaan, joista näkyvä valo sisältyy.

Tunnemme näkyvän valon taajuudet, kun näemme sateenkaaren, jossa kukin väri vastaa erilaista aallonpituutta: punainen on pisin ja lyhin violetti.

Sähkömagneettinen spektri. Huomaa, että taajuus (ja sen kanssa energia) kasvaa vasemmalta oikealle tässä järjestelmässä. André Oliva / julkinen alue

Näkyvä valoluokka tuskin vie hyvin lyhyen spektrin alueen. Muut alueet, joita emme näe, ovat radioaaltoja, mikroaaltouunia, infrapuna-, ultravioletti-, x -säteitä ja gammasäteitä.

Alueita ei löydetty samanaikaisesti, vaan eri aikoina. Esimerkiksi James Clerk Maxwell ennusti radioaaltojen olemassaolon vuonna 1867, ja vuonna 1887 Heinrich Hertz tuotti heidät ensimmäistä kertaa laboratoriossaan, joten heitä kutsutaan Hertzian Wavesiksi.

He kaikki kykenevät vuorovaikutukseen aineen kanssa, mutta eri tavoin, heidän kuljettamastaan ​​energiasta riippuen. Toisaalta sähkömagneettisen spektrin eri alueita ei ole määritelty terävästi, koska itse asiassa rajat ovat diffuusi.

[TOC]

Bändit

Sähkömagneettiset spektrikaistat. Tatoute ja Phroood/CC BY-SA (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)

Sähkömagneettisen spektrin eri alueiden väliset rajat ovat melko diffuusi. Kyse ei ole luonnollisista divisioonista, itse asiassa spektri on jatkuvuus.

Kaistalla tai alueilla erottelu kuitenkin karakterisoi kuitenkin spektrin sen ominaisuuksien mukaan. Aloitamme kuvauksemme radioaalloilla, joiden aallonpituudet ovat suurempia.

Radioaallot

Pienimpien taajuuksien alue on noin 10⁴ HZ, joka puolestaan ​​vastaa pisimpiä aallonpituuksia, tyypillisesti rakennuksen kokoa. Radio AM, FM ja Citizen Band käyttävät aaltoja tällä alueella, samoin kuin VHF- ja UHF -televisiolähetykset.

Se voi palvella sinua: Gemine: Origins, ominaisuudet ja miten niitä tarkkailla

Viestintätarkoituksia varten radioaaltoja käytettiin ensin noin vuonna 1890, kun Guglielmo Marconi keksi radion.

Koska radioaallot ovat alhaisemmat, niillä ei ole ionisoivia vaikutuksia asiaan. Tämä tarkoittaa, että radioaalloilla puuttuu riittävä energia elektronien karkottamiseksi molekyyleistä, mutta esineiden lämpötila nousee nostaessaan molekyylejä värähtelyä.

Mikroaaltouuni

Mikroaalto -aallonpituus on senttimetrien luokkaa, ja myös Heinrich Hertz havaitsi sen ensin.

Heillä on tarpeeksi energiaa ruuan lämmittämiseen, mikä sisältää suurempi tai pienemmässä määrin vettä. Vesi on polaarinen molekyyli, mikä tarkoittaa, että vaikka se on sähköisesti neutraali, negatiiviset ja positiiviset kuormat ovat hiukan erotettuja, muodostaen sähköisen dipolin.

Kun mikroaallot, jotka ovat sähkömagneettisia kenttiä, vaikuttavat dipoliin, tuottavat vääntömomentteja, jotka asettavat ne kiertämään niiden kohdistamiseksi kentän kanssa. Liike tarkoittaa energiaa, joka ulottuu ruoan kautta ja jolla on lämmitys.

Infrapuna

Tämän osan sähkömagneettisesta spektristä on löytänyt William Herschel 1800 -luvun alussa, ja sillä on alhaisempi taajuus kuin näkyvällä valolla, mutta suurempi kuin mikroaaltouuni.

Infrapunaspektrin aallonpituus (alapuolella puna.

Hyvä osa aurinkosäteilystä on näillä taajuuksilla. Mikä tahansa esine emittoi tietyn määrän infrapunasäteilyä, vielä enemmän, jos ne ovat kuumia, esimerkiksi keittiön uunit ja kuumaveren eläimet. Se on näkymätön ihmisille, mutta jotkut petoeläimet erottavat infrapunasämpötit saalistaan, mikä antaa heille etua metsästyksessä.

Voi palvella sinua: Entä materiaalien sisältämät energiat?

Näkyvä

Se on osa spektristä, jonka voimme havaita silmillemme, välillä 400 - 700 nanometriä (1 nanometri, lyhennetty nm Se on 1 × 10^-9 m) Aallonpituus.

Valkoinen valo sisältää kaikkien aallonpituuksien seoksen, jonka voimme nähdä erikseen, kun sen on valmistettu prisman avulla. Vesipisarat käyttäytyvät joskus kuin prismat, ja siksi voimme nähdä sateenkaaren värit.

Sateenkaaren värit edustavat näkyvän valon erilaisia ​​aallonpituuksia. Lähde: Pixabay.

Niiden värien aallonpituudet, joita näemme nanometreinä, ovat:

-Punainen: 700-620

-Oranssi: 620-600

-Keltainen: 600-580

-Vihreä: 580-490

-Sininen: 490-450

-Violetti: 450-400

Ultravioletti

Se on enemmän energia -aluetta kuin näkyvä valo, aallonpituudet yli violetin, toisin sanoen yli 450 nm.

Emme näe sitä, mutta auringosta tulevassa säteilyssä on paljon. Ja koska sillä on suurempi energiaa kuin näkyvä osa, tämä säteily on vuorovaikutuksessa paljon enemmän aineen kanssa, aiheuttaen vaurioita monille biologisille tärkeille molekyyleille.

Ultraviolettisäteet löydettiin pian infrapunaksi, vaikka alussa niitä kutsuttiin "kemiallisiksi säteiksi", koska ne reagoivat aineiden kanssa, kuten hopeakloridi.

Röntgenkuva

Wilhelm Roentgen löysi heidät vuonna 1895 kokeilemalla kiihtyviä elektroneja (katodisäteitä), jotka on suunnattu kohteeseen. Hän ei pystynyt selittämään heidän alkuperää, hän kutsui heitä x -rakeiksi.

Se on erittäin energian ja aallonpituuden säteily, joka on verrattavissa atomin kokoon, joka pystyy ylittämään läpinäkymättömät kappaleet ja tuottamaan kuvia, kuten röntgenkuvia.

Röntgenkuvat saadaan x -säteellä: lähde: Pixabay.

Koska heillä on enemmän energiaa, he voivat olla vuorovaikutuksessa aineen kanssa purkamalla elektroneja molekyyleistä, joten ne tunnetaan ionisoivan säteilyn nimellä.

Gammasäteet

Tämä on kaikkien energiasäteily, ja atomi -ytimen luokan aallonpituudet. Sitä esiintyy usein luonteeltaan, koska radioaktiiviset elementit lähettävät sen, kun ne vähenevät kohti vakaampia ytimiä.

Se voi palvella sinua: Grashof Law: Tapaukset, mekanismit, esimerkit, sovellukset

Universumissa on gammasäteilijöitä supernovan räjähdyksissä, samoin kuin salaperäisiä esineitä, joiden joukossa ovat napsautukset, mustat aukot ja neutronit tähdet.

Maapallon ilmapiiri suojaa planeettaa näiltä maailmankaikkeudesta tulevilta erittäin ionisoivilta säteilyiltä ja että niiden suuren energian vuoksi on haitallista vaikutusta biologiseen kudokseen.

Sovellukset

-Radio- tai radiotaajuusaaltoja käytetään televiestinnässä, koska ne kykenevät kuljettamaan tietoja. Myös terapeuttisiin tarkoituksiin kudosten lämmittämiseksi ja ihon tekstuurin parantamiseksi.

-Kuvien saamiseksi magneettiresonanssien avulla vaaditaan myös radiotaajuuksia. Tähtitieteessä radioteleskoopit käyttävät niitä taivaallisten esineiden rakenteen tutkimiseen.

-Matkapuhelimet ja satelliittitelevisio ovat kaksi mikroaalto -sovellusta. Tutka on toinen tärkeä sovellus. Lisäksi koko maailmankaikkeus on upotettu mikroaaltosäteilytaustaan, isosta bangista, tämän taustasäteilyn havaitseminen on paras testi tämän teorian hyväksi.

Tutka emittoi pulssin kohti esinettä, joka hajottaa energiaa kaikkiin suuntiin, mutta yksi osa heijastuu, tuoden tietoa kohteen sijainnista. Lähde: Wikimedia Commons.

-Näkyvä valo on välttämätön, koska sen avulla voimme olla vuorovaikutuksessa tehokkaasti ympäristömme kanssa.

-X -RAMES: llä on useita sovelluksia lääketieteen diagnostiikkatyökaluna ja myös materiaalitieteellisellä tasolla monien aineiden ominaisuuksien määrittämiseksi.

-Eri lähteistä peräisin olevia gammasäteilyä käytetään syöpähoidona sekä ruoan steriloimiseksi.

Viitteet

1. Giambattista, a. 2010. Fysiikka. Toinen painos. McGraw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysiikka: sovellusten periaatteet. Kuudes. Ed Prentice Hall.
3. Rex, a. 2011. Fysiikan perusteet. Pearson.
4. Serway, R. 2019. Fysiikka tieteen ja tekniikan fysiikka. Kymmenesosa. Painos. Nide 2. Kyynärmä.
5. Laivamies, J. 2009. Johdanto fysiikkaan. Kahdestoista painos. Brooks/Cole, Cengage Editions.