elektromagnetisch spectrum

Fysiek

2022

We leggen uit wat het elektromagnetische spectrum is, in welke regio's het is verdeeld, waarvoor het wordt gebruikt en hoe het is ontdekt.

Het elektromagnetische spectrum kan worden onderverdeeld in regio's op basis van hun golflengte.

Wat is het elektromagnetische spectrum?

Het elektromagnetische spectrum is de verdeling van energieën van elektromagnetische straling. Het kan worden uitgedrukt in termen van energie, hoewel het vaker wordt gedaan in termen van de golflengte en frequenties van straling. Het varieert van straling met een kortere golflengte (gammastraling) tot straling met een langere golflengte (radiogolven).

Het bestaat uit verschillende subbereiken of delen, waarvan de grenzen niet volledig zijn gedefinieerd en de neiging hebben om elkaar te overlappen. Elke band van het spectrum onderscheidt zich van de andere in het gedrag van zijn golven tijdens emissie, transmissie en absorptie, evenals in zijn praktische toepassingen.

Elektromagnetische golven zijn trillingen van de elektrische velden ja magnetisch die energie dragen. Zijngolven zich met snelheid voortplanten in een vacuüm van het licht.

Als we het hebben over het elektromagnetische spectrum van een object, verwijzen we naar de verschillende golflengten die het uitzendt (het emissiespectrum genoemd) of absorbeert (het absorptiespectrum genoemd), waardoor een energieverdeling wordt gegenereerd in de vorm van een reeks elektromagnetische golven.

De kenmerken van deze verdeling zijn afhankelijk van defrequentie of de golflengte van de trillingen, evenals hun energie. De drie grootheden zijn met elkaar verbonden: een gegeven golflengte komt overeen met a frequentie en een bepaalde energie. Elektromagnetische golven kunnen associëren met een deeltje dat een foton wordt genoemd.

Het elektromagnetische spectrum werd ontdekt als resultaat van:experimenten en de bijdragen van de Brit James Maxwell, die de aanwezigheid van elektromagnetische golven ontdekte en de vergelijkingen van zijn studie formaliseerde (bekend als de vergelijkingen van Maxwell).

Regio's van het elektromagnetische spectrum

Het elektromagnetische spectrum is in principe praktisch oneindig (de langste golflengte zou bijvoorbeeld de grootte van het universum zijn) en continu, maar tot nu toe hebben we enkele van zijn regio's kunnen kennen, bekend als banden of segmenten. Dit zijn, van klein naar groot:

  • Gamma stralen. Met een golflengte kleiner dan 10-11 meter (m) en een frequentie groter dan 1019.
  • Röntgenstraling Met een golflengte kleiner dan 10-8 m en een frequentie groter dan 1016.
  • Extreme ultraviolette straling. Met een golflengte kleiner dan 10-8 m en een frequentie groter dan 1,5 × 1015.
  • In de buurt van ultraviolette straling. Met een golflengte kleiner dan 380 × 10-9 m en een frequentie groter dan 7,89 × 1014.
  • Zichtbaar spectrum van licht. Met een golflengte kleiner dan 780 × 10-9 m en een frequentie groter dan 384 × 1012.
  • Bijna infrarood. Met een golflengte kleiner dan 2,5 × 10-6 m en een frequentie groter dan 120 × 1012.
  • Midden infrarood. Met een golflengte kleiner dan 50 × 10-6 m en een frequentie groter dan 6 × 1012.
  • Ver infrarood of submillimeter. Met een golflengte kleiner dan 350 × 10-6 m en een frequentie groter dan 300 × 109.
  • Magnetron straling. Met een golflengte kleiner dan 10-2 m en een frequentie groter dan 3 × 108.
  • Ultrahoge frequentie radiogolven. Met een golflengte kleiner dan 1 m en een frequentie groter dan 300 × 106.
  • Zeer hoogfrequente radiogolven. Met een golflengte kleiner dan 100 m, een frequentie groter dan 30 × 106 Hz.
  • Korte radiogolf. Met een golflengte kleiner dan 180 m en een frequentie groter dan 1,7 × 106.
  • Middelgrote radiogolf. Met een golflengte kleiner dan 650 m en een frequentie groter dan 650 × 103 Hz.
  • Lange radiogolf. Met een golflengte kleiner dan 104 m en een frequentie groter dan 30 × 103.
  • Zeer laagfrequente radiogolf. Met een golflengte groter dan 104 m, een frequentie kleiner dan 30 × 103 Hz.

De gebieden van het elektromagnetische spectrum zijn gammastralen, röntgenstralen, ultraviolette straling, het zichtbare spectrum, microgolven en radiofrequentie.

Gebruik van het elektromagnetische spectrum

Röntgenstralen worden in de geneeskunde gebruikt om in het lichaam te kijken.

De toepassingen van het elektromagnetische spectrum kunnen zeer divers zijn. Bijvoorbeeld:

  • Radiofrequentie golven. Ze worden gebruikt om informatie via de ether te verzenden, zoals radio-uitzendingen, TV of internet Wifi.
  • De magnetrons. Ze worden ook gebruikt om informatie te verzenden, zoals signalen van mobiele telefoons (cellulair) of microgolfantennes. Het wordt ook door satellieten gebruikt als een mechanisme voor het verzenden van informatie naar de grond. En ze dienen tegelijkertijd om voedsel in magnetrons te verwarmen.
  • Ultraviolette straling. Het wordt uitgegeven door de zon en geabsorbeerd door de planten voor de fotosynthese, evenals voor onze huid wanneer we bruin worden. Het voedt ook de tl-buizen en maakt het bestaan ​​van faciliteiten zoals solaria mogelijk.
  • Infrarood straling. Het is degene die de uitzendt warmte van de zon tot onze planeet, van een vuur tot de objecten eromheen, of van een verwarming in onze kamers.
  • Het spectrum van zichtbaar licht. Het maakt dingen zichtbaar. Bovendien kan het worden gebruikt voor andere visuele mechanismen zoals de bioscoop, zaklampen, enz.
  • Röntgenstralen worden in de geneeskunde gebruikt om visuele indrukken te maken van het inwendige van ons lichaam, evenals van ons lichaam botten, terwijl de veel gewelddadigere gammastraling wordt gebruikt als een vorm van bestralingstherapie of kankerbehandeling, omdat ze de DNA van de cellen die zich niet in de juiste volgorde voortplanten.

Belang van het elektromagnetische spectrum

In de hedendaagse wereld is het elektromagnetische spectrum een ​​sleutelelement voor telecommunicatie en de overdracht van informatie. Het is ook essentieel in verkenningstechnieken (radar / sonartype) van de ruimte als een manier om verre astronomische fenomenen in de weer en de ruimte.

Het heeft verschillende medische en praktische toepassingen die ook deel uitmaken van wat we tegenwoordig beschouwen als: kwaliteit van het leven. Daarom is de manipulatie ervan zonder twijfel een van de grote ontdekkingen van de mensheid.

!-- GDPR -->