Funkcije elektromagnetnega spektra, pasove, aplikacije

On Elektromagnetni spekter Sestavljen je iz ureditve vseh valovnih dolžin elektromagnetnih valov, ki prevzamejo kakršno koli pozitivno vrednost, brez kakršne koli omejitve. Razdeljen je na 7 odsekov, med katerimi je vključena vidna svetloba.

Poznamo frekvence vidne svetlobe, ko vidimo mavrico, v kateri vsaka barva ustreza drugačni valovni dolžini: rdeča je najdaljša in najkrajša vijolična.

Elektromagnetni spekter. Upoštevajte, da se frekvenca (in z njo energija) v tej shemi poveča z leve proti desni. André Oliva / javna domena

Vidna svetlobna uvrstitev komajda zaseda zelo kratko območje spektra. Druge regije, ki jih ne vidimo, so radijski valovi, mikrovalovna pečica, infrardeči, ultravijolični, x -meji in gama žarki.

Regije niso bile odkrite hkrati, ampak v različnih obdobjih. Na primer, obstoj radijskih valov je leta 1867 napovedal James Clerk Maxwell, leta pozneje, leta 1887.

Vsi lahko komunicirajo s snovjo, vendar na različne načine, odvisno od energije, ki jo nosijo. Po drugi strani različna območja elektromagnetnega spektra niso ostro definirana, ker so v resnici omejitve razpršene.

[TOC]

Bendi

Pasovi elektromagnetnega spektra. Tatoute in Phroood/CC BY-SA (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/)

Omejitve med različnimi regijami elektromagnetnega spektra so precej razpršene. Ne gre za naravne delitve, pravzaprav je spekter kontinuum.

Vendar ločitev v pasovih ali območjih služi za priročno karakterizacijo spektra glede na njegove lastnosti. Opis bomo začeli z radijskimi valovi, katerih valovne dolžine so večje.

Radijski valovi

Najnižje frekvence imajo razpon okoli 10⁴ Hz, ki posledično ustreza najdaljšem valovnim dolžinam, običajno velikosti stavbe. Radio AM, FM in Citizen Band v tem območju uporabljajo valove, pa tudi televizijske oddaje VHF in UHF.

Lahko vam služi: Gemin: izvor, značilnosti in kako jih opazovati

Za komunikacijske namene so bili radijski valovi prvič uporabljeni okoli leta 1890, ko je Guglielmo Marconi izumil radio.

Ker je pogostost radijskih valov nižja, nimajo ionizirajočih učinkov na zadevo. To pomeni, da radijski valovi nimajo dovolj energije, da bi izgnali elektrone iz molekul, vendar se temperatura predmetov poveča pri dvigovanju vibracij molekul.

Mikrovalovna pečica

Valovna dolžina mikrovalovne pečice je v vrstnem redu centimetrov in jo je tudi Heinrich Hertz prvič zaznal tudi Heinrich Hertz.

Imajo dovolj energije za ogrevanje hrane, ki v večji ali manjši meri vsebuje vodo. Voda je polarna molekula, kar pomeni, da je, čeprav je električno nevtralna, negativna in pozitivna obremenitev rahlo ločena, kar tvori električni dipol.

Ko mikrovalovne pečice, ki so elektromagnetna polja, vplivajo. Gibanje se prenaša v energijo, ki sega skozi hrano in ima učinek ogrevanja.

Infrardeče

Ta del elektromagnetnega spektra odkrije William Herschel v začetku 19. stoletja in ima nižjo frekvenco kot vidna svetloba, vendar večja od mikrovalovne pečice.

Valovna dolžina infrardečega spektra (pod rdečo) je primerljiva s konico igle, zato je bolj energijsko sevanje kot mikrovalovna pečica.

Dober del sončnega sevanja je na teh frekvencah. Vsak predmet oddaja določeno količino infrardečega sevanja, še bolj, če so vroče, na primer kuhinjske peči in vroče živali. Za ljudi je nevidno, vendar nekateri plenilci razlikujejo infrardeče emisije od svojega plena, kar jim daje prednost pri lovu.

Vam lahko služi: kaj pa energija, ki jo vsebuje materiala?

Vidno

To je del spektra, ki ga lahko zaznamo z očmi, med 400 in 700 nanometrov (1 nanometer, skrajšano nm To je 1 × 10^-9 m) valovna dolžina.

Bela svetloba vsebuje mešanico vseh valovnih dolžin, ki jo lahko vidimo ločeno, ko jo naredi prizma. Kapljice vode se včasih obnašajo kot prizme in zato lahko vidimo barve mavrice.

Barve mavrice predstavljajo različne valovne dolžine vidne svetlobe. Vir: Pixabay.

Valovne dolžine barv, ki jih vidimo v nanometrih, so:

-Rdeča: 700-620

-Oranžna: 620-600

-Rumena: 600-580

-Zelena: 580-490

-Modra: 490-450

-Vijolična: 450–400

Ultravijolični

To je bolj energetsko območje kot vidna svetloba, z valovnimi dolžinami onkraj vijolice, torej večje od 450 nm.

Ne moremo ga videti, toda v sevanju, ki prihaja od sonca, je veliko. In ker ima večjo energijo kot vidni del, to sevanje veliko bolj vpliva na snov, kar povzroča škodo številnim molekulam biološkega pomena.

Ultravijolični žarki so odkrili kmalu po infrardečem, čeprav so jih na začetku imenovali "kemični žarki", ker reagirajo s snovmi, kot je srebrni klorid.

Rentgenski žarki

Wilhelm Roentgen jih je odkril leta 1895, medtem ko so eksperimentirali s pospešenimi elektroni (katodnimi žarki), usmerjenimi v tarčo. Ker ni mogel razložiti njihovega izvora, jih je imenoval x -roys.

To je visoko energijsko in valovno dolžino, primerljivo z velikostjo atoma, ki lahko prečka neprozorna telesa in proizvaja slike, kot so radiografiji.

Radiografi dobijo x -roys: Vir: Pixabay.

Ker imajo več energije, lahko z materijo komunicirajo tako, da izvlečejo elektrone iz molekul, zato jih poznamo po imenu ionizirajočega sevanja.

Gama žarki

To je najbolj energetsko sevanje od vseh, z valovnimi dolžinami reda atomskega jedra. V naravi se pogosto pojavlja, saj ga oddajajo radioaktivni elementi, ko upadajo proti stabilnim jedrom.

Lahko vam služi: Grashof zakon: primeri, mehanizmi, primeri, aplikacije

V vesolju obstajajo viri gama žarkov v eksplozijah Supernove, pa tudi skrivnostni predmeti, med katerimi so kliki, črne luknje in zvezde nevtronov.

Zemeljska atmosfera ščiti planet pred temi zelo ionizirajočimi sevanji, ki prihajajo iz vesolja, in da zaradi svoje velike energije škodljivo vplivajo na biološko tkivo.

Prijave

-Radijski ali radiofrekvenčni valovi se uporabljajo v telekomunikacijah, ker lahko prenašajo informacije. Tudi za terapevtske namene za ogrevanje tkiv in izboljšanje teksture kože.

-Za pridobitev slik po magnetnih resonancah so potrebni tudi radiofrekvenci. V astronomiji jih radijski teleskopi uporabljajo za preučevanje strukture nebesnih predmetov.

-Mobilni telefoni in satelitska televizija sta dve mikrovalovni aplikaciji. Radar je še ena pomembna aplikacija. Poleg tega je celotno vesolje potopljeno v mikrovalovno sevalno ozadje, od velikega udarca, odkrivanje tega ozadja je najboljši test v prid tej teoriji.

Radar oddaja impulz proti predmetu, ki razprši energijo v vse smeri, vendar se odraža en del in prinaša informacije o lokaciji predmeta. Vir: Wikimedia Commons.

-Vidna svetloba je potrebna, saj nam omogoča učinkovito interakcijo z našim okoljem.

-X -Rays imajo več aplikacij kot diagnostično orodje v medicini in tudi na ravni materialnih znanosti, da določijo značilnosti številnih snovi.

-Gama sevanje iz različnih virov se uporablja kot zdravljenje raka, pa tudi za sterilizacijo hrane.

Reference

1. Giambattista, a. 2010. Fizika. Druga izdaja. McGraw Hill.
2. Giancoli, d.  2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Rex, a. 2011. Osnove fizike. Pearson.
4. Serway, r. 2019. Fizika za znanost in inženiring. 10. Izdaja. Zvezek 2. Cengage.
5. Shipman, j. 2009. Uvod v fizikalno znanost. Dvanajsta izdaja. Brooks/Cole, Cengage Editions.