Det elektromagnetiske spektrum Den består af det ordnede arrangement af alle bølgelængder af elektromagnetiske bølger, som antager en hvilken som helst positiv værdi uden nogen begrænsning. Det er opdelt i 7 sektioner, inklusive synligt lys.
Vi er fortrolige med frekvenserne af synligt lys, når vi ser regnbuen, hvor hver farve svarer til en anden bølgelængde: rød er den længste og violet den korteste.
Området med synligt lys optager kun et meget kort område af spektret. De andre regioner, som vi ikke kan se, er radiobølger, mikrobølger, infrarøde, ultraviolette, røntgenstråler og gammastråler..
Regionerne blev ikke opdaget på samme tid, men på forskellige tidspunkter. Eksempelvis blev eksistensen af radiobølger forudsagt i 1867 af James Clerk Maxwell, og år senere, i 1887, producerede Heinrich Hertz dem for første gang i sit laboratorium, det er derfor, de kaldes Hertzian-bølger.
Alle er i stand til at interagere med stof, men på forskellige måder afhængigt af den energi, de har. På den anden side er de forskellige regioner i det elektromagnetiske spektrum ikke skarpt defineret, fordi grænserne faktisk er diffuse.
Artikelindeks
Grænserne mellem de forskellige regioner i det elektromagnetiske spektrum er temmelig uklare. Disse er ikke naturlige opdelinger, faktisk er spektret et kontinuum.
Adskillelsen i bånd eller zoner tjener imidlertid til bekvemt at karakterisere spektret efter dets egenskaber. Vi begynder vores beskrivelse med radiobølger, hvis bølgelængder er længere.
De laveste frekvenser har en rækkevidde omkring 104 Hz, som igen svarer til de længste bølgelængder, typisk størrelsen på en bygning. AM, FM og borgerradioen bruger bølger i dette interval såvel som VHF- og UHF-tv-udsendelser..
Til kommunikationsformål blev radiobølger brugt for første gang omkring 1890, da Guglielmo Marconi opfandt radioen.
Da frekvensen af radiobølger er lavere, har de ikke ioniserende virkning på stof. Dette betyder, at radiobølger mangler nok energi til at skubbe elektroner ud af molekyler, men de øger temperaturen på objekter ved at hæve molekylernes vibrationer..
Mikrobølgernes bølgelængde er i størrelsesordenen centimeter, og de blev også detekteret for første gang af Heinrich Hertz.
De har energi nok til at opvarme mad, som i større eller mindre grad indeholder vand. Vand er et polært molekyle, hvilket betyder, at selv om det er elektrisk neutralt, adskilles de negative og positive ladninger let og danner en elektrisk dipol..
Når mikrobølger, som er elektromagnetiske felter, rammer en dipol, producerer de drejningsmomenter, der får dem til at rotere for at justere dem med feltet. Bevægelsen oversættes til energi, der spreder sig gennem maden og har den effekt, at den opvarmes.
Denne del af det elektromagnetiske spektrum blev opdaget af William Herschel i det tidlige 19. århundrede og har en lavere frekvens end synligt lys, men højere end mikrobølger..
Bølgelængden af det infrarøde spektrum (under rødt) kan sammenlignes med spidsen af en nål, derfor er det en mere energisk stråling end mikrobølger.
Meget af solstrålingen kommer ved disse frekvenser. Ethvert objekt udsender en vis mængde infrarød stråling, især hvis de er varme, for eksempel køkkenbrændere og varmblodede dyr. Det er usynligt for mennesker, men nogle rovdyr adskiller den infrarøde emission fra deres bytte og giver dem en fordel i jagt..
Det er den del af spektret, som vi kan registrere med vores øjne, mellem 400 og 700 nanometer (kort sagt 1 nanometer nm er 1 × 10-9 m) bølgelængde.
Hvidt lys indeholder en blanding af alle bølgelængder, som vi kan se separat, når de føres gennem et prisme. Regndråber fra skyer opfører sig undertiden som prismer, og det er derfor, vi kan se regnbuens farver.
Bølgelængderne for de farver, vi ser, i nanometer, er:
-Rød: 700-620
-Orange: 620-600
-Gul: 600-580
-Grøn: 580-490
-Blå: 490-450
-Violet: 450-400
Det er et mere energisk område end synligt lys med bølgelængder ud over violet, dvs. større end 450 nm.
Vi kan ikke se det, men den stråling, der kommer fra solen, er meget rigelig. Og da den har højere energi end den synlige del, interagerer denne stråling meget mere med stof og forårsager skader på mange molekyler af biologisk betydning..
Ultraviolette stråler blev opdaget kort efter infrarøde stråler, selvom de først blev kaldt "kemiske stråler", fordi de reagerer med stoffer som sølvchlorid..
De blev opdaget af Wilhelm Roentgen i 1895, mens de eksperimenterede med accelererende elektroner (katodestråler) rettet mod et mål. Han kunne ikke forklare, hvor de kom fra, og kaldte dem røntgenbilleder.
Det er en meget energisk stråling med en bølgelængde, der kan sammenlignes med atomets størrelse, i stand til at passere gennem uigennemsigtige legemer og producere billeder som i røntgenstråler..
Da de har mere energi, kan de interagere med stof ved at udvinde elektroner fra molekyler, hvorfor de er kendt under navnet ioniserende stråling..
Dette er den mest energiske stråling af alle med bølgelængder i størrelsesordenen en atomkerne. Det forekommer ofte i naturen, da det udsendes af radioaktive grundstoffer, når de henfalder til mere stabile kerner.
I universet er der kilder til gammastråler i supernovaeksplosioner såvel som mystiske genstande, herunder pulsarer, sorte huller og neutronstjerner..
Jordens atmosfære beskytter planeten mod disse stærkt ioniserende stråler, der kommer fra universet, og på grund af deres store energi har de en skadelig virkning på biologisk væv..
-Radiobølger eller radiofrekvenser bruges i telekommunikation, fordi de er i stand til at bære information. Også til terapeutiske formål for at opvarme væv og forbedre hudens struktur.
-MR-billeddannelse kræver også radiofrekvenser. I astronomi bruger radioteleskoper dem til at studere strukturen af himmellegemer.
-Mobiltelefoner og satellit-tv er to anvendelser af mikrobølger. Radar er en anden vigtig applikation. Derudover er hele universet nedsænket i en mikrobølgestrålingsbaggrund, der kommer fra Big Bang, idet detekteringen af den nævnte baggrundsstråling er det bedste bevis til fordel for denne teori..
-Synligt lys er nødvendigt, da det giver os mulighed for at interagere effektivt med vores miljø.
-Røntgenstråler har flere anvendelser som et diagnostisk værktøj inden for medicin og også på det videnskabelige niveau for at bestemme egenskaberne ved mange stoffer.
-Gamma-stråling fra forskellige kilder bruges som behandling mod kræft såvel som til sterilisering af mad.
Endnu ingen kommentarer