8 typów fal elektromagnetycznych i ich charakterystyka

The fale elektromagnetyczne, w fizyce zajmują przeważającą rolę, aby zrozumieć, jak działa wszechświat. Kiedy odkrył je James Maxwell, otworzyło to okno, aby lepiej zrozumieć działanie światła i unifikację elektryczności, magnetyzmu i optyki w tym samym polu.

W przeciwieństwie do fal mechanicznych, które zakłócają fizyczne medium, fale elektromagnetyczne mogą przemieszczać się przez próżnię z prędkością światła. Oprócz wspólnych właściwości (amplitudy, długości i częstotliwości), składają się one z dwóch rodzajów pól prostopadłych (elektrycznych i magnetycznych), które podczas oscylacji manifestują się jako zniewalające wibracje i absorbowana energia.

Te falowania są do siebie podobne i sposób ich odróżnienia jest związany z ich długością fali i częstotliwością. Właściwości te określają jego promieniowanie, widoczność, moc penetracji, ciepło i inne aspekty.

Aby je lepiej zrozumieć, zostały pogrupowane w to, co znamy jako widmo elektromagnetyczne, które ujawnia jego funkcjonowanie związane ze światem fizycznym.

Rodzaje fal elektromagnetycznych lub widma elektromagnetycznego

Klasyfikacja ta, oparta na długości fali i częstotliwości, określa promieniowanie elektromagnetyczne obecne w znanym wszechświecie. Ta seria ma dwa niewidoczne końce podzielone małym widocznym paskiem.

W tym sensie częstotliwości o niższej energii znajdują się po prawej stronie, a te o wyższej częstotliwości po przeciwnej stronie.

Mimo że nie jest precyzyjnie rozgraniczony, ponieważ niektóre częstotliwości mogą się nakładać, służy jako ogólne odniesienie. Aby poznać te fale elektromagnetyczne bardziej szczegółowo, zobaczmy ich lokalizację i najważniejsze cechy:

Fale radiowe

Znajdują się na końcu najdłuższej długości fali i najniższej częstotliwości, a ich zakres waha się od kilku do miliarda herców. Są one używane do przesyłania sygnału z różnego rodzaju informacjami i są przechwytywane przez anteny. Telewizja, radio, telefony komórkowe, planety, gwiazdy i inne ciała niebieskie emitują je i mogą zostać przechwycone.

Mikrofalówka

Znajdują się w ultrawysokich częstotliwościach (UHF), super wysokich (SHF) i bardzo wysokich (EHF), a ich zakres wynosi od 1 GHz do 300 GHz W przeciwieństwie do poprzednich częstotliwości, które mogą mierzyć do jednej mili (1,6 km), mikrofale wahają się od kilku centymetrów do 33 cm.

Biorąc pod uwagę ich pozycję w widmie, od 100 000 do 400 000 nm, są one wykorzystywane do przesyłania danych na częstotliwościach, które nie są zakłócane przez fale radiowe. Z tego powodu są one stosowane w technologii radarowej, telefonach komórkowych, piekarnikach kuchennych i rozwiązaniach komputerowych.

Jego oscylacja jest produktem urządzenia zwanego magnetronem, który jest rodzajem wnęki rezonansowej, która ma 2 magnesy tarczowe na końcach. Pole elektromagnetyczne jest generowane przez przyspieszenie elektronów katody.

Promienie podczerwone

Te fale ciepła są emitowane przez ciała termiczne, niektóre rodzaje laserów i diody emitujące światło. Chociaż często pokrywają się z falami radiowymi i mikrofalami, ich zasięg wynosi od 0,7 do 100 mikrometrów.

Jednostki najczęściej wytwarzają ciepło, które można wykryć przez widzenie w nocy i skórę. Są one często używane do zdalnego sterowania i specjalnych systemów komunikacyjnych.

Widoczne światło

W referencyjnym podziale widma znajdujemy odczuwalne światło o długości fali od 0,4 do 0,8 mikrometra. Wyróżniamy kolory tęczy, gdzie najniższa częstotliwość charakteryzuje się czerwonym kolorem, a najwyższa fioletem.

Jego wartości długości są mierzone w nanometrach, a Angstrom stanowi bardzo małą część całego widma, a zakres ten obejmuje największą ilość promieniowania emitowanego przez słońce i gwiazdy. Ponadto jest to produkt przyspieszenia elektronów w tranzytach energii.

Nasze postrzeganie rzeczy opiera się na promieniowaniu widzialnym, które uderza w obiekt, a następnie w oczy. Następnie mózg interpretuje częstotliwości, które powodują kolor i szczegóły obecne w przedmiotach.

Promienie ultrafioletowe

Te falowania są w zakresie 4 i 400 nm, są generowane przez słońce i inne procesy, które emitują duże ilości ciepła. Długotrwałe narażenie na te krótkie fale może powodować oparzenia i niektóre rodzaje nowotworów u żywych istot.

Ponieważ są one produktem skoków elektronów w wzbudzonych cząsteczkach i atomach, ich energia interweniuje w reakcjach chemicznych i jest stosowana w medycynie do sterylizacji. Są odpowiedzialne za jonosferę, ponieważ warstwa ozonowa unika jej szkodliwego wpływu na ziemię.

Promienie X

To oznaczenie polega na tym, że są one niewidzialnymi falami elektromagnetycznymi zdolnymi do przemierzania nieprzezroczystych ciał i generowania wrażeń fotograficznych. Znajdują się między 10 a 0,01 nm (30 do 30 000 PHz), są one wynikiem skakania elektronów z orbit w ciężkich atomach.

Promienie te mogą być emitowane przez koronę słońca, pulsary, supernowe i czarne dziury z powodu ich dużej ilości energii. Jego długotrwała ekspozycja powoduje raka i jest stosowana w dziedzinie medycyny do uzyskiwania obrazów struktur kostnych.

Promienie gamma

Znajdują się w skrajnej lewej części widma, są to fale, które są najczęstsze i występują zazwyczaj w czarnych dziurach, supernowych, pulsarach i gwiazdach neutronowych. Mogą być również konsekwencją rozszczepienia, wybuchów jądrowych i błyskawic.

Ponieważ są one generowane przez procesy stabilizacji w jądrze atomowym po emisjach radioaktywnych, są śmiertelne. Ich długość fali jest subatomowa, co pozwala im przemierzać atomy. Mimo to są pochłaniane przez atmosferę Ziemi.

Efekt Dopplera

Nazwany na cześć austriackiego fizyka Christiana Andreasa Dopplera, odnosi się do zmiany częstotliwości w produkcie falowym widocznego ruchu źródła w stosunku do obserwatora. Po przeanalizowaniu światła gwiazdy rozróżnia się przesunięcie ku czerwieni lub przesunięcie niebieskie.

W widmie widzialnym, gdy sam obiekt ma tendencję do oddalania się, światło emanujące przesuwa się na dłuższe długości fali, reprezentowane przez czerwony koniec. Gdy obiekt zbliży się, jego długość fali jest zmniejszona, co oznacza przesunięcie w kierunku niebieskiego końca.

Referencje

1. Wikipedia (2017). Widmo elektromagnetyczne Źródło z wikipedia.org.
2. KahnAcademy (2016). Światło: fale elektromagnetyczne, widmo elektromagnetyczne i fotony. Źródło: khanacademy.org.
3. Projekt Aesop (2016). Widmo radiowe. Wydział Inżynierii, Uniwersytet Republiki Urugwaju. Odzyskany z edu.uy.
4. Céspedes A., Gabriel (2012). Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet w Santiago de Chile. Źródło ze slideshare.net.