Ce este radiația electromagnetică:
Radiația electromagnetică este o formă de energie emisă de particulele încărcate în mișcare. Este rezultatul propagării undelor electromagnetice, care se îndepărtează de sursa lor de origine, ca un flux de fotoni.
Clasificarea spectrului de radiații electromagnetice
Toate radiațiile electromagnetice alcătuiesc spectrul electromagnetic, care este clasificat în funcție de caracteristicile undelor care îl compun:
Unde radio
Undele radio sunt un tip de radiație electromagnetică cu lungimi de undă în spectrul electromagnetic mai lungi decât lumina infraroșie. Are frecvențe cuprinse între 300 gigahertz (GHz) și 3 kilohertz (kHz), lungimi de undă cuprinse între 1 mm și 100 km și se deplasează cu viteza luminii.
Undele radio artificiale sunt utilizate pentru comunicații, radare și alte sisteme de navigație, comunicații prin satelit și rețele de calculatoare.
Cuptor cu microunde
Microundele folosite în cuptoare pentru încălzirea alimentelor sunt unde de 2,45 GHz care sunt produse de accelerația electronilor. Aceste microunde induc un câmp electric în cuptor, unde moleculele de apă și alte componente ale alimentelor, încercând să se orienteze în acel câmp electric, absorb energie și îi cresc temperatura.
Soarele emite radiații cu microunde, care sunt blocate de atmosfera Pământului. Radiații cosmice de fundal cu microunde (CMBR) Radiaton de fundal cosmic cu microunde) este radiația cu microunde care se răspândește prin Univers și este una dintre bazele care susțin teoria originii Universului prin marea explozie sau teoria Marea explozie.
Lumina infraroșie
Lumina infraroșie este radiația electromagnetică cu lungimi de undă mai mari decât lumina vizibilă: între 0,74 µm și 1 mm. Frecvența acestei radiații este între 300 GHz și 400 terahertz (THz). Aceste radiații includ cea mai mare parte a radiației termice emise de obiecte. Lumina infraroșie emisă de Soare corespunde cu 49% din încălzirea Pământului.
Lumina vizibila
Lumina este radiația electromagnetică pe care oamenii o percep cu simțul vederii. Lungimile de undă ale luminii vizibile sunt cuprinse între 390 și 750 nm, iar fiecare culoare spectrală este situată într-o bandă îngustă de lungimi.
| Culoare | Lungime de undă |
|---|---|
| Violet | 380-450 nm |
| Albastru | 450-495 nm |
| Verde | 495-570 nm |
| Galben | 570-590 nm |
| portocale | 590-620 nm |
| roșu | 620-750 nm |
Lumină ultravioletă
Lumina ultravioletă (UV) este o radiație electromagnetică care primește acest nume deoarece are frecvențe de undă mai mari decât culoarea pe care oamenii o identifică ca violetă. Se găsește în intervalul de lungimi de undă între 10 și 400 nm și cu energie fotonică între 3 electroni-volți (eV) și 124 eV. Lumina UV este invizibilă pentru oameni, dar multe animale, precum insectele și păsările, o pot percepe.
Radiațiile solare UV sunt de obicei împărțite în trei categorii, de la cea mai mică la cea mai mare energie:
- UV-A: lungime de undă între 320-400 nm
- UV-B: lungime de undă între 290-320 nm
- UV-C: lungime de undă între 220-290 nm.
Cea mai mare parte a radiației solare UV care ajunge pe Pământ este UV-A, cealaltă radiație este absorbită de ozon în atmosferă.
Raze X.
Razele X sunt radiații electromagnetice cu energie mai mare decât radiația UV și cu lungime de undă mai mică, între 0,01 și 10 nm. Au fost descoperite de Wilhelm Röntgen la sfârșitul secolului al XIX-lea.
Raze gamma
Razele gamma sunt radiația electromagnetică cu cea mai mare energie, peste 100 keV, cu o lungime de undă mai mică de 10 picometri (1 x 10-13 m). Sunt emise de nucleu și apar în mod natural în radioizotopi.
Efectele radiației electromagnetice
Ființele umane sunt înconjurate de radiații care vin din exterior, de care suntem conștienți doar de radiațiile pe care le percepem prin simțuri: cum ar fi lumina și căldura.
Radiațiile pot fi clasificate în ionizante și neionizante, în funcție de capacitatea lor de a ioniza substanțele prin care trec. În acest fel, razele gamma sunt ionizante datorită nivelului lor ridicat de energie, în timp ce undele radio sunt neionizante.
Majoritatea radiațiilor ultraviolete sunt neionizante, dar toate radiațiile UV au efecte dăunătoare asupra materiei organice. Acest lucru se datorează puterii fotonului UV de a modifica legăturile chimice din molecule.
O doză mare de raze X într-o perioadă scurtă de timp provoacă boli de radiații, în timp ce dozele mici cresc riscul de cancer la radiații.
Aplicații ale radiațiilor electromagnetice
Acțiunea radiației electromagnetice este esențială pentru viața pe planeta Pământ. Societatea așa cum o cunoaștem astăzi se bazează pe utilizarea tehnologică pe care o dăm radiațiilor electromagnetice.
Radio
Undele radio AM sunt utilizate în transmisiile comerciale de semnal radio pe frecvența de 540 la 1600 kHz. Metoda de plasare a informațiilor în aceste unde este cea de amplitudine modulată, din acest motiv se numește AM. O undă purtătoare care are frecvența de bază a postului de radio (de exemplu, 1450 kHz) variază sau este modulată în amplitudine de un semnal audio. Unda rezultată are o frecvență constantă în timp ce amplitudinea variază.
Undele radio FM variază de la 88 la 108 MHz și, spre deosebire de posturile AM, metoda de transmisie a posturilor FM este prin modulație de frecvență. În acest caz, unda purtătoare de informații își păstrează amplitudinea constantă, dar frecvența variază. Prin urmare, două posturi de radio FM nu pot fi distanțate la mai puțin de 0,020 MHz.
Diagnostic și terapie
Medicina este una dintre domeniile care beneficiază cel mai mult de utilizarea tehnologiilor bazate pe radiații electromagnetice. În doze mici, razele X sunt eficiente pentru realizarea radiografiilor, unde țesuturile moi pot fi distinse de țesuturile dure. Pe de altă parte, capacitatea de ionizare a razelor X este utilizată în tratamentul cancerului pentru a distruge celulele maligne în radioterapie.
Comunicații fără fir
Cele mai frecvente tehnologii wireless utilizează semnale radio sau infraroșii; cu unde infraroșii, distanțele sunt scurte (telecomandă la televizor), în timp ce undele radio ating distanțe mari.
Termografie
Prin intermediul infraroșu, temperatura obiectelor poate fi determinată. Termografia este tehnologia care permite temperatura obiectelor să fie determinată de la distanță prin intermediul radiației infraroșii. Această tehnologie este utilizată pe scară largă în domeniul militar și industrial.
Radarul
Radarul, dezvoltat în al doilea război mondial, este o aplicație obișnuită a microundelor. Prin detectarea ecourilor cu microunde, sistemele radar pot determina distanțele obiectelor.
- Electromagnetismul
- Unda electromagnetica.
