Οι 8 τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και τα χαρακτηριστικά τους



Το ηλεκτρομαγνητικά κύματα, μέσα στη φυσική, καταλαμβάνουν έναν προεξάρχοντα ρόλο για να κατανοήσουν πώς λειτουργεί το σύμπαν. Όταν ανακαλύφθηκαν από τον James Maxwell, αυτό άνοιξε το παράθυρο για να κατανοήσει καλύτερα τη λειτουργία του φωτός και την ενοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας, του μαγνητισμού και της οπτικής στο ίδιο πεδίο.

Σε αντίθεση με τα μηχανικά κύματα που διαταράσσουν ένα φυσικό μέσο, ​​τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να ταξιδεύουν μέσα από το κενό στην ταχύτητα του φωτός. Εκτός από τις κοινές ιδιότητες (πλάτος, μήκος και συχνότητα), αποτελούνται από δύο τύπους κάθετων πεδίων (ηλεκτρικών και μαγνητικών) τα οποία, όταν ταλαντώνονται, εκδηλώνονται ως κραδασμοί και απορροφήσιμη ενέργεια.

Αυτές οι κυματισμοί είναι παρόμοιες μεταξύ τους και ο τρόπος διάκρισης τους σχετίζεται με το μήκος κύματος και τη συχνότητα τους. Αυτές οι ιδιότητες καθορίζουν την ακτινοβολία, την ορατότητα, τη δύναμη διείσδυσης, τη θερμότητα και άλλες πτυχές.

Για να τα κατανοήσουμε καλύτερα, έχουν ομαδοποιηθεί σε αυτό που γνωρίζουμε ως ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, το οποίο αποκαλύπτει τη λειτουργία του που σχετίζεται με τον φυσικό κόσμο.

Τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ή ηλεκτρομαγνητικό φάσμα

Αυτή η ταξινόμηση, η οποία βασίζεται στο μήκος κύματος και τη συχνότητα, καθορίζει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που υπάρχει στο γνωστό σύμπαν. Αυτή η περιοχή έχει δύο μη ορατά άκρα διαιρούμενα από μια μικρή ορατή ταινία.

Με αυτή την έννοια, οι συχνότητες με χαμηλότερη ενέργεια βρίσκονται στα δεξιά, ενώ εκείνες με υψηλότερη συχνότητα βρίσκονται στην αντίθετη πλευρά.

Αν και δεν είναι ακριβώς καθορισμένη, δεδομένου ότι ορισμένες συχνότητες μπορεί να επικαλύπτονται χρησιμεύει ως μια γενική αναφορά. Για να ανταποκριθεί σε αυτές τις ηλεκτρομαγνητικά κύματα με περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε τη θέση του και πιο σημαντικά χαρακτηριστικά:

Ραδιοκύματα

Βρίσκονται στο τέλος του μεγαλύτερου μήκους κύματος και της χαμηλότερης συχνότητας, κυμαίνονται από λίγα έως ένα δισεκατομμύριο Hertz. Είναι αυτά που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση σήματος με πληροφορίες διαφόρων ειδών και συλλαμβάνονται από τις κεραίες. Τηλεόραση, ραδιόφωνο, κινητά τηλέφωνα, πλανήτες, αστέρια και άλλα ουράνια σώματα εκπέμπουν και μπορούν να συλληφθούν.

Το φούρνο μικροκυμάτων

Βρίσκεται στο υπερυψηλών συχνοτήτων (UHF), υψηλή super (SHF) και εξαιρετικά υψηλή (EHF), μεταξύ 1 GHz έως 300 GHz. Σε αντίθεση με προηγούμενες μέτρηση μέχρι ένα μίλι (1,6 χλμ), το φούρνο μικροκυμάτων κυμαίνονται από μερικά εκατοστά έως 33 cm.

Δεδομένης της θέσης τους στο φάσμα, μεταξύ 100.000 και 400.000 nm, χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων σε συχνότητες που δεν επηρεάζονται από ραδιοκύματα. Για το λόγο αυτό, εφαρμόζονται σε τεχνολογία ραντάρ, κινητά τηλέφωνα, φούρνους κουζίνας και λύσεις ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Η ταλάντωσή του είναι προϊόν μιας συσκευής γνωστής ως magnetron, η οποία είναι ένα είδος συντονισμένης κοιλότητας που έχει 2 δίσκους μαγνήτες στα άκρα. Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο παράγεται από την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων της καθόδου.

Υπέρυθρες ακτίνες

Αυτά τα κύματα θερμότητας εκπέμπονται από θερμικά σώματα, ορισμένους τύπους λέιζερ και διόδους που εκπέμπουν φως. Αν και συχνά επικαλύπτονται με ραδιοκύματα και μικροκύματα, η εμβέλειά τους κυμαίνεται μεταξύ 0,7 και 100 μικρομέτρων.

Οι οντότητες συχνά παράγουν θερμότητα που μπορεί να ανιχνευθεί από τη νυχτερινή όραση και το δέρμα. Συχνά χρησιμοποιούνται για τηλεχειριστήρια και ειδικά συστήματα επικοινωνίας.

Ορατό φως

Στην αναλογική κατανομή του φάσματος βρίσκουμε το αντιληπτό φως, το οποίο έχει μήκος κύματος μεταξύ 0,4 και 0,8 μικρομέτρων. Αυτό που ξεχωρίζουμε είναι τα χρώματα του ουράνιου τόξου, όπου η χαμηλότερη συχνότητα χαρακτηρίζεται από το κόκκινο χρώμα και το υψηλότερο από το βιολετί.

Οι τιμές μήκους του μετρώνται σε νανόμετρα και Angstrom αντιπροσωπεύει ένα μικρό τμήμα του φάσματος και αυτό σειρά περιλαμβάνει το μεγαλύτερο ποσό της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον ήλιο και τα αστέρια. Επιπλέον, είναι προϊόν της επιτάχυνσης των ηλεκτρονίων στις ενεργειακές διελεύσεις.

Η αντίληψή μας για τα πράγματα βασίζεται στην ορατή ακτινοβολία που χτυπά ένα αντικείμενο και μετά τα μάτια. Στη συνέχεια ο εγκέφαλος ερμηνεύει τις συχνότητες που δημιουργούν το χρώμα και τις λεπτομέρειες που υπάρχουν στα πράγματα.

Υπερύθρες ακτίνες

Αυτές οι κυματισμοί κυμαίνονται από 4 έως 400 nm, παράγονται από τον ήλιο και άλλες διαδικασίες που εκπέμπουν μεγάλες ποσότητες θερμότητας. Η παρατεταμένη έκθεση σε αυτά τα σύντομα κύματα μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα και ορισμένα είδη καρκίνου σε ζωντανά όντα.

Δεδομένου ότι είναι hopping μόρια του προϊόντος και τα ηλεκτρόνια στα διεγερμένα άτομα, η ενέργεια που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις και χρησιμοποιούνται στην ιατρική για την αποστείρωση. Είναι υπεύθυνοι για την ιονόσφαιρα και το στρώμα του όζοντος αποτρέπει τις επιβλαβείς επιδράσεις στη γη.

X ακτίνες

Αυτός ο χαρακτηρισμός οφείλεται στο γεγονός ότι είναι αόρατα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ικανά να διασχίζουν αδιαφανή σώματα και να παράγουν φωτογραφικές εντυπώσεις. Βρίσκονται μεταξύ 10 και 0,01 nm (30 έως 30,000 PHz), είναι το αποτέλεσμα των ηλεκτρονίων που πηδούν από τις τροχιές στα βαρέα άτομα.

Αυτές οι ακτίνες μπορούν να εκπέμπονται από την κορώνα του ήλιου, των παλμών, των σουπερνόβων και των μαύρων οπών λόγω της μεγάλης ποσότητας ενέργειας τους. Η παρατεταμένη έκθεση προκαλεί καρκίνο και χρησιμοποιείται στον τομέα της ιατρικής για να αποκτήσει εικόνες οστικών δομών.

Gamma Rays

Βρίσκονται στην άκρα αριστερά του φάσματος, είναι τα κύματα που είναι συχνότερα και συνήθως συμβαίνουν σε μαύρες τρύπες, σουπερνόβες, παλμούς και αστέρια νετρονίων. Μπορούν επίσης να είναι συνέπεια σχάσης, πυρηνικών εκρήξεων και κεραυνών.

Δεδομένου ότι παράγονται από διεργασίες σταθεροποίησης στον ατομικό πυρήνα μετά από ραδιενεργές εκπομπές, είναι θανατηφόρες. Το μήκος κύματος τους είναι υποατομικό, το οποίο τους επιτρέπει να διασχίζουν τα άτομα. Παρόλα αυτά, απορροφώνται από την ατμόσφαιρα της Γης.

Απόδοση Doppler

Ονομάστηκε για τον αυστριακό φυσικό Christian Andreas Doppler, αναφέρεται στην αλλαγή συχνότητας σε ένα κύμα προϊόντος της φαινομενικής κίνησης της πηγής σε σχέση με τον παρατηρητή. Όταν αναλύεται το φως ενός αστέρα, διακρίνεται μια κόκκινη μετατόπιση ή μια μπλε μετατόπιση.

Μέσα στο ορατό φάσμα, όταν το ίδιο το αντικείμενο τείνει να απομακρυνθεί, το φως που εκπέμπεται μετατοπίζεται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος, που αντιπροσωπεύεται από το κόκκινο άκρο. Όταν το αντικείμενο πλησιάσει, μειώνεται το μήκος κύματος του, το οποίο αντιπροσωπεύει μια στροφή προς το μπλε άκρο.

Αναφορές

  1. Wikipedia (2017). Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα Ανακτήθηκε από το wikipedia.org.
  2. KahnAcademy (2016). Φως: ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και φωτόνια. Ανακτήθηκε από το khanacademy.org.
  3. Έργο Aesop (2016). Ραδιοφάσμα. Τμήμα Μηχανικών, Πανεπιστήμιο της Ουρουγουάης. Ανάκτηση από το edu.uy.
  4. Céspedes Α., Gabriel (2012). Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Πανεπιστήμιο του Σαντιάγκο της Χιλής. Ανακτήθηκε από το slideshare.net.