Elektromagnetisch spectrumfuncties, banden, toepassingen

Hij elektromagnetisch spectrum Het bestaat uit de geordende opstelling van alle golflengten van elektromagnetische golven, die een positieve waarde aannemen, zonder enige beperking. Het is verdeeld in 7 secties, waaronder zichtbaar licht is inbegrepen.

We zijn bekend met de frequenties van zichtbaar licht wanneer we de regenboog zien, waarin elke kleur overeenkomt met een andere golflengte: rood is de langste en de kortste violet.

Elektromagnetisch spectrum. Merk op dat de frequentie (en daarmee de energie) van links naar rechts in dit schema toeneemt. André Oliva / Public Domain

Het zichtbare lichte rangorde neemt nauwelijks een zeer kort deel van het spectrum in beslag. De andere regio's, die we niet kunnen zien, zijn radiogolven, magnetron, infrarood, ultraviolet, x -reeks en gammastralen.

De regio's werden niet tegelijkertijd ontdekt, maar op verschillende tijdstippen. Het bestaan ​​van radiogolven werd bijvoorbeeld voorspeld in 1867 door James Clerk Maxwell en jaren later, in 1887, produceerde Heinrich Hertz ze voor het eerst in hun laboratorium, dus ze worden Hertzian Waves genoemd.

Ze zijn allemaal in staat om met materie te communiceren, maar op verschillende manieren, afhankelijk van de energie die ze dragen. Aan de andere kant zijn de verschillende gebieden van het elektromagnetische spectrum niet scherp gedefinieerd, omdat de limieten in feite diffuus zijn.

[TOC]

Banden

Elektromagnetische spectrumbanden. Tatoute en Phroood/CC BY-SA (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/)

De limieten tussen de verschillende gebieden van het elektromagnetische spectrum zijn nogal diffuus. Het gaat niet om natuurlijke afdelingen, in feite is het spectrum een ​​continuüm.

De scheiding in banden of gebieden dient echter om het spectrum gemakkelijk te karakteriseren volgens de eigenschappen. We beginnen onze beschrijving met radiogolven, wiens golflengten groter zijn.

Radio golven

De laagste frequenties hebben een bereik rond de 10⁴ Hz, die op zijn beurt overeenkomt met de langste golflengten, meestal de grootte van een gebouw. Radio AM, FM en de Citizen Band gebruiken golven in dit bereik, evenals VHF- en UHF -televisie -uitzendingen.

Het kan u van dienst zijn: Gemine: oorsprong, kenmerken en hoe u deze kunt observeren

Voor communicatiedoeleinden werden radiogolven voor het eerst gebruikt rond 1890, toen Guglielmo Marconi de radio uitvond.

Omdat de frequentie van radiogolven lager is, hebben ze geen ioniserende effecten op de kwestie. Dit betekent dat radiogolven voldoende energie missen om elektronen uit de moleculen te verdrijven, maar de temperatuur van de objecten neemt toe bij het verhogen van de trilling van de moleculen.

Magnetron

De magnetrongolflengte bevindt zich in de volgorde van de centimeters en werd ook voor het eerst gedetecteerd door Heinrich Hertz.

Ze hebben voldoende energie om het voedsel te verwarmen, dat in meer of mindere mate water bevat. Water is een polair molecuul, wat betekent dat hoewel het elektrisch neutraal is, negatief en positieve belastingen enigszins gescheiden zijn, waardoor een elektrische dipool wordt gevormd.

Wanneer magnetrons, die elektromagnetische velden zijn, een dipool beïnvloeden, produceren merkjes die ze zetten om te roteren om ze uit te lijnen met het veld. De beweging vertaalt zich in energie die zich door voedsel uitstrekt en heeft tot gevolg dat het wordt verwarmd.

Infrarood

Dit deel van het elektromagnetische spectrum wordt ontdekt door William Herschel aan het begin van de 19e eeuw en heeft een lagere frequentie dan die van zichtbaar licht, maar groter dan magnetron.

De golflengte van het infraroodspectrum (onder rood) is vergelijkbaar met de punt van een naald, daarom is het een meer energiestraling dan magnetron.

Een groot deel van zonnestraling komt op deze frequenties. Elk object straalt een bepaalde hoeveelheid infraroodstraling uit, nog meer als ze heet zijn, bijvoorbeeld de keukenkachels en heet -gebloed dieren. Het is onzichtbaar voor mensen, maar sommige roofdieren onderscheiden de infraroodemissie van hun prooi, wat hen voordeel geeft in de jagen.

Kan u van dienst zijn: hoe zit het met de energie in de materialen?

Zichtbaar

Het is het deel van het spectrum dat we met onze ogen kunnen detecteren, tussen 400 en 700 nanometer (1 nanometer, afgekort nm Het is 1 × 10^-9 m) golflengte.

Wit licht bevat een mengsel van alle golflengten, die we afzonderlijk kunnen zien wanneer het door een prisma wordt gemaakt. De waterdruppels gedragen zich soms als prisma's en daarom kunnen we de kleuren van de regenboog zien.

De kleuren van de regenboog vertegenwoordigen verschillende golflengten van zichtbaar licht. Bron: Pixabay.

De golflengten van de kleuren die we zien, in nanometers, zijn:

-Rood: 700-620

-Oranje: 620-600

-Geel: 600-580

-Groen: 580-490

-Blauw: 490-450

-Violet: 450-400

Ultraviolet

Het is een meer energiegebied dan zichtbaar licht, met golflengten voorbij violet, dat wil zeggen groter dan 450 nm.

We kunnen het niet zien, maar in de straling die van de zon komt, is er veel. En omdat het meer energie heeft dan het zichtbare deel, interageert deze straling veel meer met materie, waardoor veel biologisch belang moleculen worden veroorzaakt.

Ultraviolette stralen werden kort na infrarood ontdekt, hoewel ze in het begin "chemische stralen" werden genoemd, omdat ze reageren met stoffen zoals zilverchloride.

röntgenstralen

Ze werden ontdekt door Wilhelm Roentgen in 1895 tijdens het experimenteren van versnellende elektronen (kathodestralen) gericht op een doelwit. Niet in staat om hun oorsprong uit te leggen, hij noemde ze x -stokken.

Het is een zeer energie- en golflengtestraling die vergelijkbaar is met de grootte van het atoom, in staat om ondoorzichtige lichamen te kruisen en beelden te produceren zoals röntgenfoto's.

Röntgenfoto's worden verkregen door x -reeks: Bron: Pixabay.

Omdat ze meer energie hebben, kunnen ze interageren met materie door elektronen uit de moleculen te extraheren, vandaar dat ze bekend zijn onder de naam ioniserende straling.

Gamma stralen

Dit is de meest energiestraling van allemaal, met golflengten in de volgorde van een atoomkern. Het komt vaak voor in de natuur, omdat het wordt uitgestoten door radioactieve elementen terwijl ze weigeren naar stabielere kernen.

Het kan u van dienst zijn: GRASHOF -wet: zaken, mechanismen, voorbeelden, toepassingen

In het universum zijn er bronnen van gammastraal in de explosies van supernova, evenals mysterieuze objecten waaronder de klikken, zwarte gaten en neutronensterren zijn.

De atmosfeer van de aarde beschermt de planeet tegen deze sterk ioniserende straling die uit het universum komen, en dat vanwege hun grote energie een schadelijk effect heeft op biologisch weefsel.

Toepassingen

-Radio- of radiofrequentiegolven worden gebruikt in telecommunicatie, omdat ze informatie kunnen vervoeren. Ook voor therapeutische doeleinden om de weefsels te verwarmen en de huidtextuur te verbeteren.

-Om beelden te verkrijgen door magnetische resonanties, zijn ook radiofrequenties vereist. In astronomie gebruiken radiotelescopen ze om de structuur van hemelse objecten te bestuderen.

-Mobiele telefoons en satelliettelevisie zijn twee magnetrontoepassingen. Radar is een andere belangrijke toepassing. Bovendien is het hele universum ondergedompeld in een microgolfstralingsachtergrond, van de oerknal, de detectie van deze achtergrondstraling is de beste test ten gunste van deze theorie.

De radar straalt een pols uit naar een object, dat energie in alle richtingen verspreidt, maar één deel wordt weerspiegeld, waardoor informatie over de objectlocatie wordt gebracht. Bron: Wikimedia Commons.

-Het zichtbare licht is noodzakelijk, omdat het ons in staat stelt om effectief te communiceren met onze omgeving.

-X -reinigingen hebben meerdere toepassingen als diagnostisch hulpmiddel in de geneeskunde en ook op materiaalwetenschappelijk niveau, om de kenmerken van veel stoffen te bepalen.

-Gamma -straling uit verschillende bronnen wordt gebruikt als behandeling van kanker, evenals om voedsel te steriliseren.

Referenties

1. Giambattista, een. 2010. Natuurkunde. Tweede druk. McGraw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall.
3. Rex, a. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson.
4. Serway, r. 20199999999999999999999999999999999999999111 2019 2019 20199999 E moetene9999191999998311133113331322111152222222111231311111111111122111111111121111111111111111111111111111 -11111111111a's11111a's1a's1a's1a's1a's1a's D1a's Dam dat ’TO. Natuurkunde voor wetenschap en engineering. 10e. Editie. Deel 2. Hekelen.
5. Shipman, J. 2009. Een inleiding tot fysieke wetenschap. Twaalfde editie. Brooks/Cole, Cengage Editions.