Spoznajte spekter elektromagnetnega valovanja

Elektromagnetni valovi so valovi, ki imajo električne in magnetne naboje energije brez potrebe po širjenju medijev. V vsakdanjem življenju lahko najdemo številne uporabe elektromagnetnih valov, na primer tehnologijo rentgenskih žarkov, mikrovalov in signal, ki ga prejemajo pametni telefoni. Glede na njihovo dolžino ali frekvenco lahko elektromagnetne valove razvrstimo v spekter elektromagnetnih valov.

Spekter elektromagnetnih valov je neprekinjen spekter, v katerem je vsaka od različnih vrst elektromagnetnih valov definirana v določenem območju valovnih dolžin. Spekter elektromagnetnih valov sestavljajo radijski valovi, mikrovalovi, infrardeči žarki, vidna svetloba, ultravijolični žarki, rentgenski žarki in gama žarki.

spektra

Radijski val

Radijski valovi so najdaljši elektromagnetni valovi z najnižjim frekvenčnim območjem v elektromagnetnem spektru. Radijska valovna dolžina se giblje od 0,3 do 600 metrov s frekvenčnim območjem približno 5 × 105 Hertz do 109 Hertz. Ti valovi sevajo s pospešenimi gibljivimi naboji in nihanji naboja v električnem vezju (kot je LC vezje).

(Preberite tudi: Elektromagnetni valovi, definicija in lastnosti)

Glede na frekvenco so radijski valovi razdeljeni na več pasov. Kratkovalovni pas je v frekvenci od 500 kHz do 54 MHz. V njem je AM radijski pas, ki je na frekvenci od 530 kHz do 1710 kHz. Poleg tega obstajajo tudi TV valovi v območju od 54 MHz do 1000 MHz. V njem so FM radijski valovi, ki so na frekvenci od 88 MHz do 108 MHz.

Mikrovalovi

Mikrovalovi imajo krajšo valovno dolžino z višjo frekvenco kot radijski valovi. Mikrovalove ustvarjajo vakuumske cevi velike moči, polprevodniške naprave (kot so tranzistorji s poljskim učinkom), tunelske diode, Gunnove diode in druge. Območje valovnih dolžin mikrovalov je 10-3 metrov do 0,3 metra. Frekvenca se giblje od 109 Hertz do 3 × 1011 Hertz.

Na radarju je mogoče opaziti eno uporabo mikrovalov (Radio Detection and Ranging). Radar je tehnika, ki se uporablja za zaznavanje razdalje, hitrosti in drugih značilnosti premikajočih se predmetov. Poleg tega se mikrovalovne pečice uporabljajo tudi v mikrovalovnih pečicah.

Infrardeči žarek

Naslednji elektromagnetni valovi so infrardeči žarki. Infrardeči valovi imajo krajšo valovno dolžino, vendar z višjo frekvenco kot mikrovalovi. Infrardeči žarki so znani tudi kot vročinski valovi. Dolžina se giblje od 8 × 10-7 metrov do 10-3 metrov s frekvenco 3 × 1011 Hertz do 4 × 1014 Hertz.

Glavni vir infrardečega sevanja je toplotno sevanje, ki ga oddajajo vsi vroči predmeti. Ko se objekt segreje, atomi in molekule, ki ga sestavljajo, dobijo toplotno energijo in vibrirajo z večjo amplitudo. Energija se sprošča z vibriranjem atomov in molekul v obliki infrardečega sevanja. Višja kot je temperatura predmeta, močneje vibrirajo atomi in molekule in več infrardečega sevanja proizvaja.

Vidna svetloba

Vidna svetloba je območje elektromagnetnega spektra, ki ga lahko zazna neposredno oko. Vidna svetloba, znana tudi kot bela svetloba, je sestavljena iz sedmih različnih barv. Sedem barv v mavrici lahko vidimo, ko sončne svetlobe lomijo kapljice vode. V spektru vidne svetlobe ima rdeča svetloba največjo valovno dolžino, vijolična pa najkrajšo valovno dolžino.

Ultravijolični žarki

Ultravijolična svetloba je elektromagnetno valovanje z valovno dolžino približno 380 nm do 10 nm. Frekvenčno območje je od 8 × 1014 Hertz do 3 × 1016 Hertz. To sevanje imenujemo ultravijolično, ker je povezano s frekvenco, večjo od frekvence vijolične svetlobe v spektru vidne svetlobe.

Ultravijolična svetloba se pogosto uporablja v vsakdanjem življenju, na primer za uničenje mikrobov pri čiščenju vode, uporabi UV-žarnic in pri očesnih operacijah LASIK.

RTG

Rentgenski žarki so spekter elektromagnetnih valov z valovno dolžino 10-13 metrov do 10-8 metrov. Frekvenca se giblje od 3 × 1016 Hertz do 3 × 1019 Hertz. Rentgenski žarki so vrsta visokoenergijskega sevanja, ki zlahka prodre v številne vrste materiala.

Rentgenski žarki so znani tudi kot roentgenski žarki, katerih ime je bilo prevzeto od njihovega odkritelja, in sicer Wilhelma K. Roentgena leta 1895. Takrat Roentgen ni mogel določiti narave sevanja, zato je uporabljal simbol X. Danes se rentgenski žarki pogosto uporabljajo za rentgenske žarke in radioterapija ali radioterapija.

Gama žarki

Zadnja vrsta elektromagnetnega sevanja so gama žarki. Gama žarki so najkrajši valovi z največjo frekvenco v primerjavi z drugimi elektromagnetnimi valovi. Dolžina je med 0,6 × 10-14 metrov do 10-10 metrov. Medtem je frekvenca od 3 × 108 Hertz do 5 × 1022 Hertz. Vir gama žarkov dobimo iz jedrskih reakcij in jedrske radioaktivnosti.

Gama žarki se pogosto uporabljajo za postopek radioterapije pri zdravljenju raka in tumorjev. Poleg tega se gama žarki lahko uporabljajo tudi za izdelavo radioizotopov in razumevanje kovinskih struktur.