Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα (EM Spectrum) Εργασία & οι εφαρμογές του

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ή η ακτινοβολία EM είναι ένα αξιοσημείωτο μέρος του φάσματος. Είναι ένας τρόπος να ταξιδέψετε ενέργεια μέσω του διαστήματος. Οι διαφορετικές μορφές του ηλεκτρομαγνητικός Η ενέργεια περιλαμβάνει κυρίως τη θερμότητα από τη φωτιά, το φως του ήλιου, την ενέργεια μικροκυμάτων κατά το μαγείρεμα, τις ακτίνες από ακτίνες Χ, κ.λπ. Αυτές οι μορφές ενέργειας είναι πολύ διαφορετικές μεταξύ τους, αλλά παρουσιάζουν κυματοειδείς ιδιότητες. Για παράδειγμα, αν πάμε να κολυμπήσουμε στη θάλασσα, προηγουμένως αναγνωρίζεστε με κύματα. Αυτά τα κύματα είναι μόνο προβλήματα σε ένα συγκεκριμένο πεδίο και οδηγούν σε ταλαντώσεις ή δονήσεις. Ομοίως, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα σχετίζονται, αλλά είναι χωριστά και αποτελούνται από 222 κύματα που ταλαντεύονται σε γωνία 90 μοιρών το ένα με το άλλο. Το πλήρες σετ ακτινοβολίας EM είναι γνωστό ως το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και χωρίζεται σε διαφορετικές ενότητες για απλοποίηση πραγμάτων όπως ραδιόφωνο, υπέρυθρες, ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ , ορατές, ακτίνες UV, ακτίνες γάμμα, ακτίνες Χ). Αυτό είναι σταθερό και ατελείωτο.

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα;

Ο όρος Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα μπορεί να οριστεί ως, η κατανομή ολόκληρης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με βάση το μήκος κύματος και τη συχνότητα του κύματος. Όμως, όλα τα κύματα μπορούν να ταξιδέψουν σε κενό με την ταχύτητα φωτός σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, μήκους κύματος και ενέργειας φωτονίων. Αυτό το φάσμα περιλαμβάνει την απόσταση όλων των ηλεκτρομαγνητικών ακτινοβολιών, καθώς και πολλές υπο-περιοχές, που συνήθως ονομάζονται τμήματα όπως η υπεριώδης ακτινοβολία, διαφορετικά ορατό φως.

Τα διάφορα τμήματα του φάσματος επιτρέπουν ανόμοια ονόματα ανάλογα με την ανομοιότητα στη συμπεριφορά εκπομπών, τη μετάδοση και την απορρόφηση των σχετικών κυμάτων. Το εύρος συχνοτήτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος από χαμηλό έως υψηλό περιλαμβάνει κυρίως όλα τα κύματα όπως το ραδιόφωνο, το IR κ.λπ.

Ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα από τη χαμηλότερη έως την υψηλότερη συχνότητα περιλαμβάνει κυρίως όλη την ακτινοβολία ραδιοφώνου, αισθητό φως, ακτινοβολία UV, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα. Σχεδόν όλα τα μήκη κύματος και οι συχνότητες χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για φασματοσκοπία.

Βασικές ιδιότητες των κυμάτων

Οι βασικές ιδιότητες των κυμάτων περιλαμβάνουν κυρίως πλάτος, μήκος κύματος και συχνότητα. Γνωρίζουμε αυτό το γεγονός, ότι το φως μπορεί να αποτελείται από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία η οποία συχνά αντιμετωπίζεται σαν φαινόμενο κυμάτων. Ένα κύμα περιλαμβάνει το χαμηλότερο σημείο που είναι γνωστό ως γούρνα και το υψηλότερο σημείο που είναι γνωστό ως η κορυφή. ο εύρος είναι η κατακόρυφη απόσταση μεταξύ της κλίσης ενός λόφου και του κεντρικού άξονα του κύματος. Αυτές οι ιδιότητες συνδέονται κυρίως με την ένταση, διαφορετικά η φωτεινότητα του κύματος. Η οριζόντια απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών γούρνων ή κορυφών ονομάζεται μήκος κύματος. Συμβολίζεται συχνά με το σύμβολο λ (λάμδα).

Η ενέργεια του φωτός μπορεί να υπολογιστεί με αυτήν την εξίσωση E = h.c / λ

Στην παραπάνω εξίσωση,

Το «Ε» είναι η ενέργεια του φωτός
«H» είναι η σταθερά του Planck
«C» είναι η ταχύτητα του φωτός
«Λ» είναι το μήκος κύματος

Επομένως, όταν αυξάνεται το μήκος κύματος, η φωτεινή ενέργεια θα μειώνεται.

Επειδή η συχνότητα (ν) = c / λ

Η παραπάνω εξίσωση μπορεί να γραφτεί ως E = h. ν

Επομένως, όταν η συχνότητα αυξάνεται, τότε η ενέργεια του φωτός θα αυξηθεί. Έτσι, η σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας είναι αντιστρόφως ανάλογη.

Πίνακας ηλεκτρομαγνητικού φάσματος

ο φάσμα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μπορεί να συμβεί λόγω διαφορετικών ακτίνων όπως IR, ραδιόφωνο, υπεριώδες, ορατό, UV, ακτινογραφία κ.λπ. μήκη κύματος ηλεκτρομαγνητικού φάσματος έχουν το υψηλότερο μήκος κύματος ενώ οι ακτίνες γάμμα έχουν το μικρότερο εύρος μήκους κύματος.

Το ηλεκτρομαγνητικό (EM) φάσμα είναι προγραμματισμένο που φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Το ορατό φάσμα είναι διατεταγμένο στο κέντρο από μικρότερα έως ανώτερα μήκη κύματος με τη σειρά από αριστερά προς τα δεξιά. Επομένως το αριστερό ορατό φάσμα υποδεικνύεται σε ιώδες χρώμα, ενώ το δεξί ορατό φάσμα υποδεικνύεται με κόκκινο χρώμα. ο διάγραμμα ηλεκτρομαγνητικού φάσματος φαίνεται παρακάτω.

ηλεκτρομαγνητικό-φάσμα

Στην κατεύθυνση της Αριστεράς

Το υπεριώδες φάσμα (υπεριώδες φάσμα)

Προχωρώντας περισσότερο προς την αριστερή πλευρά του ορατού φάσματος, βρίσκεται στην περιοχή UV. Αν και δεν είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι, και αυτή η περιοχή υπεριώδους ακτινοβολίας θα εμφανιστεί σε βιολετί επειδή είναι πιο κοντά στην περιοχή του φάσματος. Το εύρος του φάσματος UV κυμαίνεται μεταξύ 10 nm - 400 nm.

Ακτίνες Χ

Προχωρώντας προς την αριστερή πλευρά του φάσματος UV, αρχικά, έχουμε τις ακτίνες Χ που κυμαίνονται από 0,01 nm έως 10 nm. Αυτή η περιοχή μπορεί επίσης να χωριστεί σε δύο ανάλογα με τη δυνατότητα διείσδυσής τους. Αυτά είναι εξαιρετικά διαπερατά και έχουν ανώτερη ενέργεια και μήκη κύματος που κυμαίνεται από 0,01 nm έως 0,1 nm.

Ακτίνες γάμμα

Προχωρώντας προς τα αριστερά των ακτίνων Χ, έχουμε τις πιο ενεργητικές ακτίνες όπως οι ακτίνες γάμμα. Οι ακτινοβολίες αυτών των ακτίνων δεν περιέχουν μικρότερο άκρο μήκους κύματος, ωστόσο, το υψηλότερο όριό τους βρίσκεται στα 0,01 nm. Η ενέργεια και η διεισδυτικότητα αυτών των ακτίνων είναι πολύ υψηλή.

Στην κατεύθυνση του δεξιού

IR Spectrum (Υπέρυθρο φάσμα): Όταν κινούμαστε προς τη δεξιά πλευρά του ορατού φάσματος, τότε έχουμε την περιοχή IR φάσματος. Σε σύγκριση με το υπεριώδες φάσμα, το φάσμα υπερύθρων δεν είναι ορατό, αλλά επειδή η περιοχή είναι πιο κοντά στην περιοχή του κόκκινου χρώματος του ορατού φάσματος, τότε ονομάζεται ως το υπέρυθρο περιφέρεια. Το εύρος μήκους κύματος του φάσματος IR κυμαίνεται από 780nm έως 1mm. Αυτό το είδος φάσματος χωρίζεται περαιτέρω σε τρεις περιοχές:

• Το φάσμα σχεδόν υπέρυθρων κυμαίνεται από 780 nm έως 2.500 nm.
• Το μεσαίο υπέρυθρο φάσμα κυμαίνεται από 2.500 nm έως 10.000 nm.
• Το υπέρυθρο φάσμα κυμαίνεται από 10.000 nm έως 1000 μm

Μικροκύματα

Όταν κινούμαστε προς τη δεξιά πλευρά του ορατού φάσματος, τότε έχουμε τα μικροκύματα . Τα μήκη κύματος των μικροκυμάτων πιθανότατα θα υπήρχαν στην περιοχή του μικρομέτρου. Το εύρος αυτών των κυμάτων κυμαίνεται από 1 mm - 10 cm.

Ραδιοφάσμα

Όταν κινούμαστε προς τη δεξιά πλευρά του ορατού φάσματος, τότε έχουμε την περιοχή ραδιοσυχνοτήτων (RF). Η περιοχή ραδιοφάσματος επικαλύπτεται με την περιοχή μικροκυμάτων. Όμως, ξεκινά επισήμως στα 10 cm.

Χρήσεις / Εφαρμογές Ηλεκτρομαγνητικού Φάσματος

• Οι ακτίνες γάμμα χρησιμοποιούνται για τη θανάτωση των βακτηρίων σε marshmallows και για την απολύμανση ιατρικού εξοπλισμού
• Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται για τη σάρωση των δομών του οστού εικόνας
• Το υπεριώδες φως μπορεί να παρατηρήσει τις μέλισσες επειδή τα λουλούδια μπορούν να ξεχωρίζουν ορατά σε αυτή τη συχνότητα
• Το ορατό φως χρησιμοποιείται για να δει τον κόσμο από τους ανθρώπους
• Το υπέρυθρο χρησιμοποιείται για την κοπή μετάλλων λέιζερ, τη νυχτερινή όραση και τους αισθητήρες θερμότητας,
• Το φούρνο μικροκυμάτων χρησιμοποιείται στο ραντάρ και στους φούρνους μικροκυμάτων
• Τα ραδιοκύματα χρησιμοποιούνται σε ραδιόφωνο, τηλεοπτικές εκπομπές

Έτσι, αυτό είναι όλο για το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και περιλαμβάνει ένα σύνολο ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε διαφορετικές συχνότητες. Αλλά αυτά είναι αόρατα στα ανθρώπινα μάτια. Καθημερινά, περικυκλώνουμε από αυτούς τους τύπους κυμάτων, διότι όλοι εκτίθενται σε μαγνητικά καθώς και σε ηλεκτρικά πεδία στο χώρο εργασίας ή στο σπίτι, από τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας και την παραγωγή οικιακών μηχανών, βιομηχανικών εργαλείων έως τηλεπικοινωνιών και εκπομπών. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι εύρος ηλεκτρομαγνητικού φάσματος ;