Spettroelettromagnetico è la gamma di tutti frequenze nel onde elettromagnetiche esistente. Lo spettro elettromagnetico si presenta generalmente in ordine crescente di frequenze, partendo dalle onde radio, passando per il radiazionevisibile fino a radiazionegamma, di frequenza maggiore.
Frequenza e lunghezza delle onde elettromagnetiche
La frequenza delle onde elettromagnetiche, a sua volta, riguarda la numeroneloscillazioni che il tuo campo elettrico esegue ogni secondo, inoltre, le onde con frequenze più alte portano con sé più energia. In ordine crescente di frequenza, le onde sono distribuite nello spettro elettromagnetico, classificate in: onde radio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X e raggi gamma.
Il numero di oscillazioni del campo elettrico è la frequenza dell'onda elettromagnetica.
Secondo la teoria ondulatorio, possiamo determinare la frequenza di un'onda come rapporto tra la sua velocità di propagazione e la sua lunghezza d'onda:
f – frequenza d'onda (Hz)
ç – velocità della luce nel vuoto (m/s)
λ – lunghezza d'onda (m)
Nella tabella sottostante abbiamo gli intervalli di frequenza e lunghezza d'onda corrispondenti ad alcuni colori dello spettro elettromagnetico visibile:
Colore |
Frequenza (THz – 1012 Hz) |
Lunghezza d'onda (nm – 10-9 m) |
Rosso |
480-405 |
625 - 740 |
arancia |
510-480 |
590-625 |
Giallo |
530-510 |
565-590 |
verde |
600-530 |
500-565 |
Blu |
680-620 |
440-485 |
Viola |
790-680 |
380-440 |
Guardando attentamente la tabella sopra, puoi vedere che il colore Viola presenta la frequenza più alta dello spettro visibile e, di conseguenza, la lunghezza d'onda più corta, poiché queste due quantità sono inversamente proporzionali.
Vedi anche:Classificazione delle onde
spettro elettromagnetico visibile
Lo spettro visibile si riferisce alle onde elettromagnetiche le cui frequenze si trovano tra l'infrarosso e l'ultravioletto. Queste onde, che hanno frequenze che si estendono da 4.3.1014 Hz fino a 7.5.1014 H, sono quelli che possono essere percepiti dal occhioumano e interpretato dal cervello.
Colori dello spettro elettromagnetico
La figura seguente mostra lo spettro elettromagnetico visibile, mostrando la frequenza di picco corrispondente a ciascun colore, nota:
Solo una piccola frazione dello spettro elettromagnetico può essere percepita dall'occhio umano.
In ordine crescente di frequenze, i colori nello spettro visibile sono: Rosso, arancia, giallo, verde,ciano,blu e Viola. Successivamente, presenteremo un po' le proprietà e gli usi tecnologici di ciascuna delle gamme di frequenza nello spettro elettromagnetico.
onde radio
Le onde radio sono una gamma di frequenze nello spettro elettromagnetico ampiamente utilizzate nelle tecnologie radio. telecomunicazioni. Le onde radio hanno le lunghezze d'onda più lunghe nello spettro elettromagnetico, che si estendono tra 1 mm (10-3 m) fino a 100 km. Questo tipo di onda viene utilizzato per trasmettere segnali televisivi, radio, telefoni cellulari, Internet e GPS.
Le antenne dei telefoni cellulari utilizzano le onde radio.
microonde
Le microonde sono onde elettromagnetiche le cui lunghezze d'onda si estendono rispettivamente tra 1 m e 1 mm o 300 GHz e 300 MHz. Pertanto, le microonde rientrano nel raggio delle onde radio. Nonostante ciò, hanno frequenze un po' più alte delle onde radio e vengono utilizzate in applicazionitante differenti.
I principali usi tecnologici delle microonde sono le reti wireless (router Wi-Fi), il radar, la comunicazione con i satelliti, le osservazioni astronomiche, il riscaldamento degli alimenti, tra gli altri.
Infrarossi
L'infrarosso è un'onda elettromagnetica con una frequenza inferiore alla luce visibile (da 300 GHz a 430 Thz) e, quindi, invisibile all'occhio umano. La maggior parte della radiazione termica emessa dai corpi a temperatura ambiente è radiazione infrarossa. Trattandosi di una gamma di frequenze molto ampia, con diverse applicazioni tecnologiche, l'infrarosso è suddiviso in regioni più piccole: vicino, medio e lontano infrarosso.
Oltre a poter essere utilizzato per Caldo, per la sua capacità di far vibrare le molecole di un corpo, l'infrarosso viene utilizzato per cucinare, per riscaldare di ambienti, per la produzione di sistemi di rilevamento presenza e movimento, sensori di parcheggio, telecomandi e telecamere termico.
La visione termica è utile in assenza di luce visibile, rileva i raggi infrarossi emanati da corpi riscaldati.
Guardaanche: Qual è la velocità della luce?
luce visibile
La gamma dello spettro elettromagnetico che può essere vista dall'occhio umano è nota come luce visibile, la cui lunghezza d'onda si estende tra 400 nm e 700 nm, quindi tutte le immagini che vediamo sono circa il iointerpretazione che il cervello produce delle onde elettromagnetiche emesse o riflesse dai corpi che ci circondano. L'occhio umano è in grado di percepire queste frequenze di luce grazie a due speciali tipi di cellule che rivestono la parte posteriore dell'occhio: coni e bastoncelli.
voi coni e il canne sono cellule fotorecettrici, cioè sono in grado di percepire segnali luminosi. Mentre i bastoncelli sono responsabili della percezione del movimento e della formazione delle immagini in bianco e nero (come quando cerchiamo di vedere al buio), i coni ci forniscono la visione a colori. Esistono tre tipi di coni nell'occhio umano e ognuno di essi è in grado di percepire uno dei seguenti colori: rosso, verde o blu.
Per la Fisica, quindi, i colori che vediamo sono giusti fenomenifisiologico che dipendono dalla cattura della luce e dalla sua interpretazione da parte del cervello. Inoltre, il rapporto tra ciascuna delle frequenze di rosso, verde e blu è in grado di produrre tutti i toni che conosciamo. Quando emessi insieme, questi tre colori producono luce bianca, che non è un colore ma una sovrapposizione di frequenze visibili.
ultravioletto
La radiazione ultravioletta corrisponde all'insieme delle frequenze delle onde elettromagnetiche che sono superiori alle frequenze della luce visibile e inferiori alle frequenze dei raggi X. Questo tipo di radiazione ha tre suddivisioni che non sono esatte: ultraviolettoIl prossimo (da 380 nm a 200 nm), ultraviolettodistante (da 200 nm a 10 nm) e ultraviolettoestremo (da 1 a 31nm).
I raggi ultravioletti possono anche essere suddivisi in UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) e UV-C (1-280 nm). Tale classificazione riguarda le forme di interazione queste frequenze ultraviolette con gli organismi viventi e l'ambiente.
Nonostante tutto sia prodotto dal Sole, il 99% della radiazione ultravioletta che raggiunge la superficie terrestre è del tipo UVA, la radiazione UV-B, tuttavia, sebbene meno presente, è principalmente responsabile di danni alla pelle umana, come ustioni e danni alle molecole di DNA nelle cellule epiteliali.
oh UV-C, a sua volta, è l'ultravioletto più frequente, in grado di distruggere i microrganismi e sterilizzare gli oggetti. Tutta la radiazione UV-C prodotta dal Sole viene assorbita dall'atmosfera terrestre.
I raggi ultravioletti possono essere utilizzati per l'abbronzatura artificiale, in quanto inducono la formazione di melanina; nelle lampade fluorescenti, causando il fosforo presente in queste lampade emette luce bianca; nell'analisi di molecole che possono subire alterazioni strutturali se esposte alla luce ultravioletta; e anche nei trattamenti per combattere il cancro di pelle.
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Raggi X
voi Raggi X sono una forma di radiazione elettromagnetica con una frequenza superiore all'ultravioletto, tuttavia, la loro frequenza è inferiore alla frequenza caratteristica dei raggi gamma. I raggi X si estendono attraverso lo spettro elettromagnetico tra frequenze di 3,1016 Hz e 3.1019 Hz, che corrispondono a lunghezze d'onda molto corte, comprese tra 0,01 nm e 10 nm (1 nm = 10-9 m).
I raggi X vengono assorbiti dalle ossa, quindi è possibile produrre immagini dall'interno del corpo umano.
I raggi X hanno una grande capacità di penetrazione e vengono assorbiti dalle ossa umane, per questo motivo questo tipo di radiazioni è ampiamente utilizzato per esami di imaging, come radiografia e tomografia.
Inoltre, i raggi X sono un modo per Radiazione ionizzante, in quanto possono danneggiare il codice genetico delle cellule. È per questo motivo che la radiazione X viene utilizzata anche nelle sessioni di radioterapia.
Gamma
voi gamma sono una forma di radiazione elettromagnetica da altofrequenza (tra 1019 Hz e 1024 Hz), solitamente prodotto dal decadimento nucleare di elementi radioattivi, per annichilazione tra coppie di particelle e antiparticelle, o in fenomeni eventi astronomici di grandi proporzioni, come la comparsa di novae e supernovae, collisioni di stelle ed eruzioni solare.
Le radiazioni gamma trasportano un'enorme quantità di energia, essendo in grado di attraversare ostacoli come muri di cemento con relativa facilità. Inoltre, è una radiazione altamente ionizzante, in grado di provocare danni irreversibili a vari tessuti. Nonostante i suoi pericoli, le radiazioni gamma sono ampiamente utilizzate in medicinalenucleare, per il trattamento del cancro e anche in interventi chirurgici complessi, come l'asportazione di tumori intracranici.
Di Me. Rafael Helerbrock
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espectro-eletromagnetico.htm