Undele electromagnetice sunt unde care au sarcini de energie electrică și magnetică fără a fi nevoie de medii de propagare. Putem găsi multe utilizări ale undelor electromagnetice în viața de zi cu zi, de exemplu, tehnologia razelor X, a microundelor și a semnalului primit de smartphone-uri. Pe baza lungimii sau frecvenței lor, undele electromagnetice pot fi clasificate în spectrul undelor electromagnetice.
Spectrul de unde electromagnetice este un spectru continuu în care fiecare dintre diferitele tipuri de unde electromagnetice este definit într-un interval specific de lungimi de undă. Spectrul de unde electromagnetice este format din unde radio, microunde, raze infraroșii, lumină vizibilă, raze ultraviolete, raze X și raze Gamma.
Unda radio
Undele radio sunt cele mai lungi unde electromagnetice cu cel mai mic interval de frecvență din spectrul electromagnetic. Lungimea de undă radio variază de la 0,3 la 600 de metri, cu o frecvență de aproximativ 5 × 105 Hz până la 109 Hz. Aceste unde sunt radiate de sarcini în mișcare accelerate și de oscilații de încărcare într-un circuit electric (cum ar fi un circuit LC).
(Citiți și: Valuri electromagnetice, definiție și proprietăți)
Pe baza frecvenței, undele radio sunt împărțite în mai multe benzi. Banda de unde scurte este în frecvența de 500 kHz la 54 MHz. În ea există o bandă radio AM, care are o frecvență de 530 kHz la 1710 kHz. În plus, există și unde TV în intervalul 54 MHz până la 1000 MHz. În acesta există unde radio FM, care sunt la o frecvență de 88 MHz la 108 MHz.
Microunde
Microundele au o lungime de undă mai mică, cu o frecvență mai mare decât undele radio. Microundele sunt generate de tuburi de vid de mare putere, dispozitive semiconductoare (cum ar fi tranzistoarele cu efect de câmp), diode tunel, diode Gunn și altele. Gama de lungimi de undă a microundelor este cuprinsă între 10-3 metri și 0,3 metri. Frecvența variază de la 109 Hz până la 3 × 1011 Hz.
Una dintre utilizările microundelor poate fi văzută pe radar (Radio Detection and Ranging). Radarul este o tehnică utilizată pentru a detecta distanța, viteza și alte caracteristici ale obiectelor în mișcare. În plus, cuptoarele cu microunde sunt utilizate și în cuptoarele cu microunde.
Raza infraroșie
Următoarele unde electromagnetice sunt raze infraroșii. Undele cu infraroșu au o lungime de undă mai mică, dar cu o frecvență mai mare decât microundele. Razele infraroșii sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de valuri de căldură. Lungimea variază de la 8 × 10-7 metri la 10-3 metri cu o frecvență de 3 × 1011 Hz până la 4 × 1014 Hz.
Sursa principală de radiații infraroșii este radiația termică emisă de toate obiectele fierbinți. Când un obiect este încălzit, atomii și moleculele care îl compun capătă energie termică și vibrează cu o amplitudine mai mare. Energia este eliberată de atomii și moleculele care vibrează sub formă de radiații infraroșii. Cu cât temperatura obiectului este mai mare, cu atât atomii și moleculele vibrează mai puternice și cu atât mai multă radiație infraroșie produce.
Lumina vizibila
Lumina vizibilă este o regiune a spectrului electromagnetic care poate fi detectată direct de ochi. Lumina vizibilă, cunoscută și sub numele de lumină albă, este compusă din șapte culori diferite. Putem vedea cele șapte culori într-un curcubeu atunci când lumina soarelui este refractată de picături de apă. În spectrul luminii vizibile, lumina roșie are cea mai mare lungime de undă, în timp ce movul are cea mai mică lungime de undă.
Raze ultraviolete
Lumina ultravioletă este o undă electromagnetică cu o lungime de undă de aproximativ 380 nm la 10 nm. Gama de frecvență variază de la 8 × 1014 Hz până la 3 × 1016 Hz. Această radiație este denumită ultravioletă, deoarece este asociată cu o frecvență mai mare decât frecvența luminii violete din spectrul luminii vizibile.
Lumina ultravioletă este utilizată pe scară largă în viața de zi cu zi, de exemplu pentru a ucide germenii în purificarea apei, utilizarea lămpilor UV și pentru chirurgia oculară LASIK.
Raze X
Razele X sunt un spectru de unde electromagnetice cu o lungime de undă de 10-13 metri până la 10-8 metri. Frecvența variază de la 3 × 1016 Hz până la 3 × 1019 Hz. Razele X sunt un tip de radiații cu energie ridicată care pot pătrunde cu ușurință multe tipuri de materiale.
Razele X sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de raze Roentgen al căror nume este preluat de la descoperitorul lor, și anume Wilhelm K. Roentgen în 1895. În acel moment, Roentgen nu putea determina natura radiațiilor, așa că a folosit simbolul X. Astăzi, raze X sunt utilizate pe scară largă pentru raze X și radioterapie sau radioterapie.
Raze gamma
Ultimul tip de radiație electromagnetică este razele gamma. Razele gamma sunt cele mai scurte unde cu cea mai mare frecvență în comparație cu alte unde electromagnetice. Lungimea este între 0,6 × 10-14 metri până la 10-10 metri. Între timp, frecvența este de la 3 × 108 Hz până la 5 × 1022 Hz. Sursa razelor gamma se obține din reacții nucleare și radioactivitate nucleară.
Razele gamma sunt utilizate pe scară largă pentru procesul de radioterapie în tratamentul cancerului și tumorilor. În plus, razele gamma pot fi folosite și pentru a produce radioizotopi și pentru a înțelege structurile metalice.
