Spectrumelektromagnetisch is het bereik van alles frequenties in elektromagnetische golven bestaande. Het elektromagnetische spectrum wordt over het algemeen weergegeven in oplopende volgorde van frequenties, te beginnen met de radiogolven, die door de gaan stralingzichtbaar tot stralinggamma, van hogere frequentie.
Frequentie en lengte van elektromagnetische golven
De frequentie van elektromagnetische golven heeft op zijn beurt betrekking op de aantalinoscillaties die uw elektrisch veld elke seconde presteert, bovendien dragen golven met hogere frequenties meer energie met zich mee. In oplopende volgorde van frequentie worden de golven verdeeld in het elektromagnetische spectrum, ingedeeld in: radiogolven, microgolven, infrarood, zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstralen en gammastralen.
Het aantal elektrische veldoscillaties is de frequentie van de elektromagnetische golf.
volgens theorie golvend, kunnen we de frequentie van een golf bepalen als de verhouding van de voortplantingssnelheid tot de golflengte:
f – golffrequentie (Hz)
ç – lichtsnelheid in vacuüm (m/s)
λ – golflengte (m)
In de onderstaande tabel hebben we de frequentie- en golflengtebereiken die overeenkomen met enkele kleuren van het zichtbare elektromagnetische spectrum:
Kleur |
Frequentie (THz – 1012 Hz) |
Golflengte (nm – 10-9 m) |
Rood |
480-405 |
625 - 740 |
Oranje |
510-480 |
590-625 |
Geel |
530-510 |
565-590 |
Groen |
600-530 |
500-565 |
Blauw |
680-620 |
440-485 |
paars |
790-680 |
380-440 |
Als je goed naar de bovenstaande tabel kijkt, kun je zien dat de kleur paars het heeft de hoogste frequentie van het zichtbare spectrum en bijgevolg de kortste golflengte, aangezien deze twee grootheden omgekeerd evenredig zijn.
Zie ook:Golfclassificatie
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
zichtbaar elektromagnetisch spectrum
Het zichtbare spectrum verwijst naar elektromagnetische golven waarvan de frequenties zich tussen infrarood en ultraviolet bevinden. Deze golven, die frequenties hebben die zich uitstrekken van 4.3.1014 Hz tot 7.5.1014 H, zijn degenen die kunnen worden waargenomen door de oogmenselijk en geïnterpreteerd door de hersenen.
Elektromagnetische spectrumkleuren
De onderstaande afbeelding toont het zichtbare elektromagnetische spectrum, met de piekfrequentie die overeenkomt met elke kleur, opmerking:
Slechts een klein deel van het elektromagnetische spectrum kan door het menselijk oog worden waargenomen.
In oplopende volgorde van frequenties zijn de kleuren in het zichtbare spectrum: Rood, Oranje, geel, groen,cyaan,blauw en Paars. Vervolgens zullen we iets vertellen over de eigenschappen en technologische toepassingen van elk van de frequentiebereiken in het elektromagnetische spectrum.
Radio golven
Radiogolven zijn een reeks frequenties in het elektromagnetische spectrum die veel worden gebruikt in radiotechnologieën. telecommunicatie. Radiogolven hebben de langste golflengten in het elektromagnetische spectrum, die zich uitstrekken tussen 1 mm (10-3 m) tot 100 km. Dit type golf wordt gebruikt om televisie-, radio-, mobiele telefoon-, internet- en GPS-signalen te verzenden.
Antennes voor mobiele telefoons maken gebruik van radiogolven.
magnetron
Microgolven zijn elektromagnetische golven waarvan de golflengten zich uitstrekken tussen respectievelijk 1 m en 1 mm of 300 GHz en 300 MHz. Microgolven bevinden zich dus binnen het bereik van radiogolven. Desondanks hebben ze frequenties die iets hoger zijn dan radiogolven en worden ze gebruikt in toepassingenveel verschillende.
De belangrijkste technologische toepassingen van microgolven zijn onder andere draadloze netwerken (wifi-routers), radar, communicatie met satellieten, astronomische waarnemingen, het verwarmen van voedsel.
Infrarood
Infrarood is een elektromagnetische golf met een frequentie die lager is dan zichtbaar licht (300 GHz tot 430 THz) en daarom onzichtbaar voor het menselijk oog. De meeste warmtestraling die door lichamen bij kamertemperatuur wordt uitgezonden, is infraroodstraling. Omdat het een zeer groot frequentiebereik is, met verschillende technologische toepassingen, wordt infrarood onderverdeeld in kleinere regio's: nabij-, midden- en ver-infrarood.
Naast het kunnen worden gebruikt om Warm, vanwege het vermogen om de moleculen van een lichaam te laten trillen, wordt infrarood gebruikt voor het koken van voedsel, voor verwarming van omgevingen, voor de productie van aanwezigheids- en bewegingsdetectiesystemen, parkeersensoren, afstandsbedieningen en vision-camera's thermisch.
Thermisch zicht is nuttig bij afwezigheid van zichtbaar licht, het detecteert infraroodstralen die afkomstig zijn van verwarmde lichamen.
Kijkenook: Wat is de snelheid van het licht?
zichtbaar licht
Het bereik van het elektromagnetische spectrum dat door het menselijk oog kan worden gezien, staat bekend als zichtbaar licht, waarvan de golflengte zich uitstrekt tussen 400 nm en 700 nm, dus alle afbeeldingen die we zien zijn ongeveer de ikinterpretatie die de hersenen produceren van de elektromagnetische golven die worden uitgezonden of gereflecteerd door de lichamen om ons heen. Het menselijk oog kan deze lichtfrequenties waarnemen dankzij twee speciale soorten cellen die de achterkant van het oog bekleden: kegeltjes en staafjes.
U kegels en de staven het zijn fotoreceptorcellen, dat wil zeggen dat ze lichtsignalen kunnen waarnemen. Terwijl staafjes verantwoordelijk zijn voor de waarneming van beweging en de vorming van afbeeldingen in zwart-wit (zoals wanneer we in het donker proberen te zien), bieden kegels ons kleurenvisie. Er zijn drie soorten kegeltjes in het menselijk oog en elk van hen kan een van de volgende kleuren waarnemen: rood, groen of blauw.
Voor natuurkunde zijn de kleuren die we zien daarom gewoon fenomenenfysiologisch die afhankelijk zijn van de vangst van licht en de interpretatie ervan door de hersenen. Bovendien is de verhouding tussen elk van de frequenties van rood, groen en blauw in staat om alle tonen te produceren die we kennen. Wanneer ze samen worden uitgestraald, produceren deze drie kleuren wit licht, dat geen kleur is maar een superpositie van zichtbare frequenties.
Ultraviolet
Ultraviolette straling komt overeen met de reeks frequenties van elektromagnetische golven die hoger zijn dan de frequenties van zichtbaar licht en lager dan de frequenties van röntgenstralen. Dit type straling heeft drie onderverdelingen die niet exact zijn: ultravioletDe volgende (380 nm tot 200 nm), ultravioletafstandelijk (200nm tot 10nm) en ultravioletextreem (1 tot 31 nm).
Ultraviolette stralen kunnen ook worden onderverdeeld in UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) en UV-C (1-280 nm) stralen. Een dergelijke classificatie betreft de vormen van interactie deze ultraviolette frequenties met levende organismen en het milieu.
Ondanks dat alles door de zon wordt geproduceerd, is 99% van de ultraviolette straling die het aardoppervlak bereikt van het type DRUIF, de straling UV-B, hoewel het minder aanwezig is, is het voornamelijk verantwoordelijk voor schade aan de menselijke huid, zoals brandwonden en schade aan DNA-moleculen in epitheelcellen.
O UV-C, op zijn beurt is het de meest voorkomende ultraviolet, in staat om micro-organismen te vernietigen en objecten te steriliseren. Alle door de zon geproduceerde UV-C-straling wordt geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde.
Ultraviolette stralen kunnen worden gebruikt voor kunstmatige bruining, omdat ze de vorming van melanine; in fluorescentielampen, waardoor de fosfor aanwezig in deze lampen straalt wit licht uit; bij de analyse van moleculen die structurele veranderingen kunnen ondergaan bij blootstelling aan ultraviolet licht; en ook in behandelingen voor kanker bestrijden van huid.
Kijkenook: Weet jij wat blacklight is?
röntgenfoto
U röntgenfoto ze zijn een vorm van elektromagnetische straling met een hogere frequentie dan ultraviolet, maar hun frequentie is lager dan de karakteristieke frequentie van gammastralen. Röntgenstralen strekken zich uit over het elektromagnetische spectrum tussen frequenties van 3,1016 Hz en 3.1019 Hz, wat overeenkomt met zeer korte golflengten, tussen 0,01 nm en 10 nm (1 nm = 10-9 m).
Röntgenstralen worden geabsorbeerd door botten, dus het is voor ons mogelijk om beelden van binnenuit het menselijk lichaam te maken.
Röntgenstralen hebben een groot vermogen om penetratie en worden geabsorbeerd door menselijke botten, om deze reden wordt dit type straling veel gebruikt voor beeldvormende onderzoeken, zoals radiografie en tomografie.
Röntgenfoto's zijn ook een manier om ioniserende stralingomdat ze de genetische code van cellen kunnen beschadigen. Het is om deze reden dat röntgenstraling ook wordt gebruikt in sessies van radiotherapie.
Gamma
U gamma zijn een vorm van elektromagnetische straling van hoogfrequentie (tussen 1019 Hz en 1024 Hz), meestal geproduceerd door de nucleair verval van radioactieve elementen, door de vernietiging tussen paren van deeltjes en antideeltjes, of in verschijnselen in astronomische gebeurtenissen van grote proporties, zoals de opkomst van nova's en supernova's, sterbotsingen en uitbarstingen zonne.
Gammastraling draagt een enorme hoeveelheid energie en kan relatief gemakkelijk door obstakels zoals betonnen muren gaan. Bovendien is het een sterk ioniserende straling die onomkeerbare schade aan verschillende weefsels kan veroorzaken. Ondanks de gevaren wordt gammastraling veel gebruikt in geneesmiddelnucleair, voor de behandeling van kanker en ook bij complexe operaties, zoals het verwijderen van intracraniële tumoren.
Door mij Rafael Helerbrock
