Funcionament de l’espectre electromagnètic (EM Spectrum) i les seves aplicacions

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





La radiació electromagnètica o radiació EM és una part notable de l’espectre. És un tipus de manera de viatjar energia a través de l’espai. Les diferents formes de electromagnètic l’energia inclou principalment la calor del foc, la llum solar, l’energia de microones durant la cocció, els raigs de raigs X, etc. Aquestes formes d’energia són molt diferents entre si, però presenten propietats ondulatòries. Per exemple, si anem a nedar al mar, abans es pot reconèixer amb les ones. Aquestes ones només són problemes en un camp concret i donen lloc a oscil·lacions o vibracions. De la mateixa manera, les ones electromagnètiques estan relacionades, però estan separades i consisteixen en 222 ones que oscil·len en un angle de 90 graus entre si. El conjunt complet de radiació EM es coneix com a espectre electromagnètic i està separat en diferents seccions per simplificar coses com la ràdio, l’infraroig, microones , visible, raigs UV, raigs gamma, raigs X). Això és constant i interminable.

Què és un espectre electromagnètic?

El terme espectre electromagnètic es pot definir com la distribució de tota la radiació electromagnètica en funció de la longitud d’ona i la freqüència de l’ona. Tot i això, totes les ones poden viatjar al buit a la velocitat de la llum en una àmplia gamma de freqüències, longituds d’ona i energies de fotons. Aquest espectre inclou la distància de totes les radiacions electromagnètiques, així com molts subgamens, generalment anomenats porcions com la radiació UV, la llum visible en cas contrari.




Les diverses porcions de l’espectre permeten noms diferents segons la diferència en el comportament d’emissió, transmissió i absorció de les ones associades. El rang de freqüències de l’espectre electromagnètic de baix a alt comprèn principalment totes les ones com la ràdio, IR, etc.

Tot l’espectre electromagnètic de la freqüència més baixa a la més alta inclou principalment tota la radiació IR de ràdio, llum visible, radiació UV, raigs X i raigs gamma. Gairebé totes les longituds d'ona i freqüències utilitzen radiació electromagnètica que es pot utilitzar per a l'espectroscòpia.



Propietats bàsiques de les ones

Les propietats bàsiques de les ones inclouen principalment amplitud, longitud d’ona i freqüència. Coneixem aquest fet, que la llum es pot compondre de radiació electromagnètica que sovint es tracta com un fenomen d’ones. Una ona inclou el punt més baix conegut com a abeurament i el punt més alt conegut com la cresta. El amplitud és la distància vertical entre la inclinació d'una cresta i l'eix central de l'ona. Aquestes propietats es relacionen principalment amb la intensitat de la brillantor de l’ona. La distància horitzontal entre dos abeuradors o crestes successives s’anomena longitud d’ona. Freqüentment es denota amb el símbol λ (lambda).

L’energia de la llum es pot calcular mitjançant aquesta equació E = h.c / λ


A l'equació anterior,

‘E’ és l’energia de la llum
‘H’ és la constant de Planck
‘C’ és la velocitat de la llum
'Λ' és la longitud d'ona

Per tant, quan augmenti la longitud d’ona, disminuirà l’energia lumínica.

Perquè la freqüència (ν) = c / λ

L'equació anterior es pot escriure com E = h. ν

Per tant, quan la freqüència augmenti, l’energia de la llum augmentarà. Per tant, la relació entre la longitud d’ona i la freqüència és inversament proporcional.

Taula d’espectre electromagnètic

El espectre de radiació electromagnètica es pot produir a causa de diferents rajos com IR, ràdio, UV, visible, UV, raigs X, etc. longituds d'ona de l'espectre electromagnètic tenen la longitud d’ona més alta, mentre que els raigs gamma tenen el rang de longitud d’ona més curt.

Regió

ràdio Microones Infrarojos visible Ultraviolat Raigs X.

Raigs gamma

Longitud d'ona (angstroms)

> 109

109a 106106- 7,0007.000 a 4.0004.000 a 10De 10 a 0,1 < 0.1

Longitud d'ona (centímetres)

> 10

De 10 a 0,010,01 a 7 x 10-57 × 10-5a 4 × 1054 × 10-5fins a 10-710-7a 10-9

< 10-9

Freqüència (Hz)

<3x 109

3x 109fins a 3x 10123x 1012fins a 4,3 x 10144.3 × 1014

a

7.5 × 1014

7.5 × 1014

a

3 × 1017

3 × 1017a 3 × 1019

> 3X109

Energia

(casa)

<10-510-5 a 0,010,01 a 22 a 33 a 103103 a105

> 105

Es planifica l’espectre electromagnètic (EM) que es mostra a la figura anterior. L’espectre visible es disposa al centre de longituds d’ona menors a superiors dins de l’ordre d’esquerra a dreta. Per tant, l’espectre visible esquerre s’indica amb color violeta, mentre que l’espectre visible dret s’indica amb color vermell. El diagrama d’espectre electromagnètic es mostra a continuació.

espectre electromagnètic

espectre electromagnètic

En direcció a l’esquerra

L'espectre UV (Ultraviolet Spectrum)

Movent-se més cap al costat esquerre de l’espectre visible, es troba a la regió UV. Tot i que no es nota a l’ull humà, aquesta regió UV apareixerà en violeta perquè és més propera a la zona violeta de l’espectre. L'abast de l'espectre UV es troba entre els 10 nm i els 400 nm.

Raigs X.

Movent-nos cap al costat esquerre de l’espectre UV, inicialment, tenim els rajos X que oscil·len entre 0,01 nm i 10 nm. Aquesta regió també es pot separar en dues segons la seva penetrabilitat. Són extremadament penetrables i tenen energia i longituds d’ona superiors que oscil·len entre 0,01 nm i 0,1 nm.

Raigs gamma

Desplaçant-nos cap a l’esquerra dels rajos X, tenim els rajos més energètics com els rajos gamma. Les radiacions d'aquests raigs no contenen cap vora de longitud d'ona menor, però el seu límit superior és de 0,01 nm. L’energia i la penetrabilitat d’aquests raigs són molt elevades.

En la direcció de la dreta

Espectre IR (Infrared Spectrum): quan ens desplacem cap al costat dret de l’espectre visible, tenim la regió de l’espectre IR. Comparable a l’espectre ultraviolat, l’espectre IR no és visible, però com que l’àrea és més propera a la regió de color vermell de l’espectre visible, s’anomena així: l'infraroig regió. El rang de longituds d'ona de l'espectre IR oscil·la entre els 780nm i l'1mm. Aquest tipus d’espectre es divideix en tres regions:

  • L’espectre de l’infraroig proper oscil·la entre els 780 nm i els 2.500 nm.
  • L’espectre d’infrarojos mitjans oscil·la entre 2.500 nm i 10.000 nm.
  • L’espectre d’infraroig llunyà oscil·la entre 10.000 nm i 1000 μm

Microones

Quan ens movem cap al costat dret de l’espectre visible, ho tenim els microones . Les longituds d'ona de les microones existirien molt possiblement en el rang de micròmetres. El rang d’aquestes ones oscil·la entre 1 mm i 10 cm.

Espectre de ràdio

Quan ens movem cap al costat dret de l’espectre visible, tenim la regió de radiofreqüència (RF). La regió de l’espectre radioelèctric se solapa amb la regió de microones. Però, comença oficialment a 10 cm.

Usos / Aplicacions de l’espectre electromagnètic

  • Els raigs gamma s’utilitzen per matar els bacteris dels malví i per sanejar l’equip mèdic
  • Els raigs X s’utilitzen per escanejar les estructures de l’os de la imatge
  • La llum ultraviolada pot observar les abelles perquè les flors poden destacar de manera visible a aquesta freqüència
  • La llum visible s’utilitza per veure el món pels humans
  • L’infraroig s’utilitza en làser de tall de metall, visió nocturna i sensors de calor,
  • El microones s’utilitza en forns de radar i microones
  • Les ones de ràdio s’utilitzen a les emissions de ràdio i televisió

Per tant, es tracta de espectre electromagnètic i inclou un conjunt d'ones electromagnètiques en diferents freqüències. Però aquests són invisibles als ulls humans. Cada dia estem tancats per aquest tipus d’ones perquè tothom està exposat a camps magnètics i elèctrics al lloc de treball o a casa des de la transmissió d’electricitat i la generació de màquines domèstiques, eines industrials fins a telecomunicacions i transmissió. Aquí teniu una pregunta, què és el rang d’espectre electromagnètic ?