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Espectro eletromagnético

Toda a luz do espectro eletromagnético

 Tradução automáticaTradução automática Categoria: Luz e fótons
Actualização 01 de junho de 2013

A luz visível é apenas uma pequena faixa de vibrações eletromagnéticas presentes no espectro eletromagnético. Atmosfera da Terra permite que apenas uma parte dessa radiação. Esse filtro é um papel muito importante na evolução da vida orgânica na terra. Ondas Curtas é absorvida nas camadas atmosféricas e ondas longas são refletidas, que permite maiores ondas de transmissores terrestres de ser apanhada a longa distância. A existência da janela de rádio permitiu o desenvolvimento da radioastronomia.
A natureza da luz é a mecânica quântica para o qual é simultaneamente uma onda e uma partícula.
A luz tem um comprimento de onda, que determina a cor, por exemplo, emite Vermelho, no comprimento de onda de 700 nanômetros, o Orange 650 nm, 600 nm, amarelo, verde de 550 nm, 500 nm Azul Violet 450 nm. Esta janela é escolhido pelo olho humano para se especializar. Mas a luz invisível se propaga através de um maior campo eletromagnético.

 

Maxwell descobriu que a luz é uma onda eletromagnética e não há razão para limitar o comprimento de onda mesmo no intervalo correspondente ao espectro de luz visível, o espectro é a luz. Desde então, foi observado que os comprimentos de ondas eletromagnéticas variam entre 10-16 m, e vários milhares de quilómetros. Diferentes janelas do espectro eletromagnético são caracterizados por um comprimento de onda, mas também por uma gama de frequências definida. Frequência é o número de oscilações eletromagnéticas que passam por um determinado ponto em um segundo. Ela fala com a unidade de frequência é o hertz. Ao longo do comprimento de onda é mais curto, a frequência é alta para frequências muito altas. A frequência é inversamente proporcional ao comprimento de onda.

nota: Entre o comprimento de onda (λ) e frequência (ν) é a seguinte relação: ν = c / λ
ν = frequência de onda em hertz
c = velocidade da luz no vácuo, em m/s
λ = comprimento de onda em metro

 espectro eletromagnético

Imagem: O espectro eletromagnético inclui todas as janelas de luz, se estende teoricamente zero a infinito, em frequência ou comprimento de onda, continuamente.

As ondas de rádio

    

Uma onda de rádio é uma onda eletromagnética cuja frequência é inferior a 3 000 GHz, um comprimento de onda maior que 0,1 m.
O som é uma vibração da matéria, ou ondas de rádio são ondas eletromagnéticas da mesma natureza, como a luz, ou seja, perturbações de campos elétricos e magnéticos. Ao contrário de ondas sonoras, que exigem um meio material para se propagar as ondas eletromagnéticas-los trafegar melhor no vácuo.
O som vai apenas a 300 m/s, enquanto as ondas eletromagnéticas, juntamente com a velocidade da luz é de 299 792 458 m/s.
Uma antena de rádio transmissor produz a luz como um neon, mas é como as ondas de rádio que os nossos olhos e nossos ouvidos conseguem perceber.

 

Como todas as ondas eletromagnéticas, ondas de rádio propagam através do espaço vazio na velocidade da luz e com uma atenuação proporcional ao quadrado da distância percorrida pela equação de telecomunicações.
Na atmosfera, sofrem reduções adicionais relacionadas à precipitação, e pode ser refletida ou guiado por aquela porção da atmosfera superior chamada ionosfera.
As ondas eletromagnéticas são atenuadas ou desviado por obstáculos, dependendo do seu comprimento de onda, a natureza do material, sua forma e tamanho. Para simplificar, um material condutor terá um efeito de reflexo, enquanto um material dielétrico irá produzir um desvio, eo efeito está relacionado com a relação entre o tamanho do objeto e do comprimento de onda.

 espectro eletromagnético, As ondas de rádio

AS micro-ondas

    

As micro-ondas são ondas eletromagnéticas de comprimento de onda intermediária entre as ondas infravermelhas e de rádio. As micro-ondas são utilizadas em muitas aplicações, rádio, radar, televisão, internet...
Os mais conhecidos são as micro-ondas geradas em nossos fornos, eles estão entre as ondas de luz têm menos energia, menos energia que as ondas visível ou infravermelho que emergem de um forno convencional. A sua extraordinária eficiência é devido a um efeito de ressonância tanto sutil e violento chamado.
O que comemos tem uma proporção muito grande de moléculas de água e tem uma frequência natural, que corresponde ao de micro-ondas.
Abalados com o micro-ondas, as moléculas de água ressonam e essa agitação molecular aumenta a temperatura da água contida nos alimentos.
As micro-ondas têm a vantagem de não aquecer o material, enquanto o forno estiver à temperatura ambiente. A energia penetra quase que instantaneamente no alvo, o tempo de aquecimento e os ciclos industriais são significativamente reduzido.

 
Designation  frequencies wavelength
     
Band L 1 to 2 GHz 30 to 15 cm
Band S 2 to 4 GHz 15 to 7.5 cm
Band C 4 to 8 GHz 7.5 to 3.75 cm
Band X 8 to 12 GHz 3.75 to 2.5 cm
Band Ku 12 to 18 GHz 2.5 to 1.6 cm
Band K 18 to 26 GHz 16.6 to 11.5 mm
Band Ka 26 to 40 GHz 11.5 to 7.5 mm
Band Q 30 to 50 GHz 10 to 6 mm
Band U 40 to 60 GHz 7.5 to 5 mm
Band V 46 to 56 GHz 6.5 to 5.3 mm
Band W 56 to 100 GHz 5.3 to 3 mm

Imagem: A faixa de micro-ondas é dividida em bandas diferentes, dependendo de diversas aplicações em engenharia (astronomia, radares meteorológicos, satélites de radiodifusão, telecomunicações, rádio, televisão, rádio e dados, internet via satélite...

 espectro eletromagnético, micro-ondas

As ondas infravermelhas

    

As ondas infravermelhas « abaixo do vermelho » são ondas electromagnéticas de comprimentos de onda intermédios entre as micro-ondas e luz visível menores do que aqueles das ondas de luz vermelho.
O comprimento de onda dos infravermelhos varia entre 780 e 1 000 nm, 000 nm, isto é, 1 milímetro. Infravermelhos são usados ​​para aquecer o material na indústria automotiva, alimentícia, têxtil, cuidados com o corpo.
Os LEDs utilizados nos controlos remotos de televisão ou outros dispositivos também emitem radiação infravermelha.
Em astronomia, a radiação infravermelha é usada em observação por satélite (IRAS, ISO, Wire, Spitzer, ASTRO-F, Herschel) para ver através das nuvens escuras de poeira que não emitem luz visível.
Quando se olha para um edifício iluminado, visto através da luz refletida nas paredes, mas em uma noite escura, você não vê nada. No entanto, cada corpo quente emite luz, mas não é visível com os nossos olhos. É por isso que as auditorias de economia de energia que buscam a perda de calor em edifícios com câmeras de infravermelho (imagem junta).

 

Os militares também usam infravermelho através de óculos que permitem ver o corpo quente (o inimigo) à noite.

espectro eletromagnético, Ondas infravermelhas

Imagem: A radiação infravermelha (IR) é a radiação eletromagnética de comprimento de onda maior que a da luz visível, mas menor do micro-ondas.

 Auditoria energética através de infravermelhos

Imagem: Os caçadores de desperdício de energia, realizam termografias, no início da manhã e no tempo frio, em fachadas de edifícios para destacar as perdas de energia mais significativas.

A luz visível

    

A luz visível é apenas uma pequena gama de vibrações eletromagnéticas presentes no espectro eletromagnético.
La luz refere-se às ondas electromagnéticas visíveis ao olho humano, eles estão incluídos nos comprimentos de onda de 0,38-0,78 micron. 380 nanômetros por o violeta a 780 nm para o vermelho. A luz está intimamente ligado ao conceito de cor. Newton proposto pela primeira vez no século XVII, um círculo de cores cromáticas baseado na decomposição da luz branca.
A luz solar é a fonte primária de energia emitida pelo sol. Ela fornece os ecossistemas terrestres via fotossíntese.
O arco-íris é um fenômeno natural que transmite o espectro Na física, o espectro é toda a radiação emitida por uma fonte, representando a radiação de acordo com seu comprimento de onda. Por exemplo, o espectro solar é composta por todas as cores do arco-íris no céu, o espectro de uma fonte sonora é o conjunto de som emitido flutuações. O espectro eletromagnético é a decomposição de radiação eletromagnética de acordo com seus componentes em termos de frequências associados. da luz, por reflexão nas gotículas de água suspensas no ar, tais como as nuvens, por exemplo. Na foto contra o arco-íris aparece-nos como uma composição de cores, incluindo vermelho é fora do arco e violeta em seu interior, entre estas duas cores são, vermelho, laranja, amarelo, verde e azul.
Todas as gotas iluminadas pelo sol aparecem coloridas para um observador que está situado em um ângulo "olhos-sol-gotículas" de aproximadamente 42°. Mais o sol está baixo no horizonte, mais o arco sobe no céu e vice-versa.
Quando o sol se eleva acima de 41° para o horizonte, o arco-íris não é mais visível, que é por isso que no arco-íris são visíveis apenas na parte da manhã ou à noite, por um observador que está situado ao nível do mar. Às vezes, quando o arco-íris é muito brilhante, um arco secundário é observada muito mais pálido.

 espectro eletromagnético, a luz visível

Imagem: o espectro de luz visível que vão do infravermelho ao ultravioleta, corresponde a comprimentos de onda de 400 nanômetros no violeta de 800 nanômetros no vermelho, ou seja, 0.4 x 10−6 a 0.8 x 10−6 mètre.
Infravermelho estão no invisível entre 800 e 1400 nm e ultravioleta entre 100 e 400 nm, no visível, também.

Entre o comprimento de onda (λ) e frequência (ν) a seguinte relação: ν = c / λ, onde c é a velocidade da luz é ≈300 000 000 m/s. Exemplo de cálculo da frequência do vermelho (ν = c / λ):
ν = 300 x 106 / 0.8 x 10-6 = 375 x 10-12 Hz ou 375 terahertz
 cores no arco-íris

Ultravioleta

    

A radiação ultravioleta (UV) é a radiação eletromagnética de comprimento de onda entre o da luz visível e os raios-X
A faixa de radiação UV é muitas vezes subdividida em UVA (400-315 nm), UVB (315-280 nm) e UVC (280-10 nm). UV-A emitida pelo Sol, quase 95% da radiação UV que atinge a superfície da Terra.
UV-B, responsáveis pelo bronzeamento, têm a atividade biológica significativa, mas não penetra além das camadas superficiais da pele. Parte da energia solar UV-B são filtrados pela atmosfera.
UV-C, são os mais nocivos raios UV, mas são totalmente filtrada pela camada de ozônio da atmosfera e, portanto, não alcançam a superfície da Terra.
As lâmpadas UV-C são usados em laboratório de biologia para esterilizar os quartos ou unidades.

 

Cerca de 5% da energia do Sol é emitida como radiação UV. A visão dos insetos, como abelhas, amplia o espectro da radiação ultravioleta (UV-A). Black luz ou de Wood (inventor Robert William Wood), é composto de uma luz violeta e ultravioleta (cerca de 375 nm), com um ligeiro pico em torno de 405 nm o que o torna um pouco esclarecedora.

nota: A faixa de radiação UV é dividida em UVA fótons que têm um comprimento de onda entre 400 e 315 nm, UVB (315-280 nm) e UVC (280-100 nm).
Se uma parte da energia solar UVB são filtrados pela atmosfera, o UVC é filtrada através de que a camada de ozônio da atmosfera e, portanto, não teoricamente a superfície terrestre.

 espectro eletromagnético, Ultravioleta

Os raios X

    

Os raios X são ondas eletromagnéticas de alta frequência entre os raios ultravioleta e raios gama. Descoberto em 1895 pelo físico alemão Wilhelm Roentgen, estas ondas eletromagnéticas tem a propriedade através do nosso corpo, sem muita dificuldade.
Os raios X são ondas eletromagnéticas de alta frequência, cujo comprimento de onda é aproximadamente entre 5 e 10 nanômetros picometros. A radiação ionizante é utilizada em várias aplicações, incluindo imagens médicas e cristalografia.
A radiografia médica é baseada no fato de que os ossos são um pouco mais radiopacos do que a carne.
É também uma gama de radiação é amplamente utilizado em astrofísica.

 

Raios-X e raios gama são semelhantes em natureza (que consiste de fótons), mas são produzidos de forma diferente.
Os raios X são produzidos por transições eletrônicas (mudança de órbita dos elétrons), enquanto os raios gama são produzidos durante a desintegração radioativa de núcleos atômicos.
Os raios-X penetram facilmente matéria mole, a escassos sólidos constituídos por elementos leves, como carbono, oxigênio e nitrogênio.
Eles são facilmente absorvidos pelo material rígido consiste em elementos pesados através do ar e da atmosfera.

 espectro eletromagnético, Raios X

Os raios gama

    

Os raios gama são fótons de energia muito alta (para além 100keV) suficiente para remover um elétron de sua órbita.
Eles têm um comprimento de onda muito curto, menos de 5 metros do pico, e pode ser produzido pela desintegração nuclear, especialmente nos seios das estrelas maciças no final da vida.
Eles foram descobertos pelo químico francês Paul Villard (1860-1934).
Enquanto os raios X são produzidos por transições eletrônicas geralmente causada pela colisão de um elétron com um átomo em alta velocidade, os raios gama são produzidos por transições nucleares.

 

Os raios gama produzem danos semelhantes aos produzidos por raios-X ou ultravioleta (queimaduras, câncer e mutações genéticas).
Fontes de raios gama que observamos no Universo vêm de estrelas massivas (hypernova) que terminam suas vidas por um colapso gravitacional, levando à formação de uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

 espectro eletromagnético, raios gama

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