ELECTROMAGNETIC SPECTRUM: MGA KATANGIAN, BANDA, APLIKASYON - PISIKAL - 2025

Ang electromagnetic spectrum ay binubuo ng iniutos na pag-aayos ng lahat ng mga haba ng haba ng mga electromagnetic waves, na ipinapalagay ang anumang positibong halaga, nang walang anumang paghihigpit. Nahahati ito sa 7 mga seksyon, kabilang ang nakikitang ilaw.

Kami ay pamilyar sa mga dalas ng nakikitang ilaw kapag nakita namin ang bahaghari, kung saan ang bawat kulay ay tumutugma sa isang iba't ibang haba ng haba: ang pula ang pinakamahaba at lila ang pinakamaikling.

Electromagnetic spectrum. Tandaan na ang dalas (at kasama nito ang enerhiya) ay nagdaragdag mula kaliwa hanggang kanan sa pamamaraang ito. André Oliva / Pampublikong domain

Ang nakikitang saklaw ng ilaw ay sinasakop lamang ng isang napaka-maikling lugar ng spectrum. Ang iba pang mga rehiyon, na hindi natin nakikita, ay mga radio radio, microwaves, infrared, ultraviolet, X-ray, at gamma ray.

Ang mga rehiyon ay hindi natuklasan nang sabay, ngunit sa iba't ibang oras. Halimbawa, ang pagkakaroon ng mga alon ng radyo ay hinulaang noong 1867 ni James Clerk Maxwell at pagkaraan ng mga taon, noong 1887, ginawa ni Heinrich Hertz sa kauna-unahang pagkakataon sa kanyang laboratoryo, na kung saan ay tinawag silang mga Hertzian waves.

Ang lahat ay may kakayahang makipag-ugnay sa bagay, ngunit sa iba't ibang paraan, depende sa lakas na dala nila. Sa kabilang banda, ang iba't ibang mga rehiyon ng electromagnetic spectrum ay hindi malinaw na tinukoy, sapagkat sa katunayan ang mga hangganan ay malabo.

Mga banda

Mga banda ng electromagnetic spectrum. Tatoute at Phrood / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Ang mga hangganan sa pagitan ng iba't ibang mga rehiyon ng electromagnetic spectrum ay medyo malabo. Hindi ito mga likas na dibisyon, sa katunayan ang spectrum ay isang pagpapatuloy.

Gayunpaman, ang paghihiwalay sa mga banda o zones ay nagsisilbi upang maginhawang makilala ang spectrum ayon sa mga pag-aari nito. Sisimulan namin ang aming paglalarawan sa mga alon ng radyo, na ang mga haba ng haba ng haba ay mas mahaba.

Mga alon sa radyo

Ang pinakamababang mga dalas ay may isang saklaw sa paligid ng 10 ⁴ Hz, na siya namang tumutugma sa pinakamahabang haba ng haba ng haba ng haba, karaniwang ang laki ng isang gusali. AM, FM at ang radio band ng mamamayan ay gumagamit ng mga alon sa saklaw na ito, pati na rin ang mga broadcast sa telebisyon ng VHF at UHF.

Para sa mga layunin ng komunikasyon, ang mga alon ng radyo ay ginamit sa kauna-unahan sa paligid ng 1890, nang imbento ni Guglielmo Marconi ang radyo.

Habang ang dalas ng mga alon ng radyo ay mas mababa, wala silang mga epekto sa pag-ionize sa bagay. Nangangahulugan ito na ang mga alon sa radyo ay kulang ng sapat na enerhiya upang mag-alis ng mga electron mula sa mga molekula, ngunit pinapataas nila ang temperatura ng mga bagay sa pamamagitan ng pagtaas ng panginginig ng boses ng mga molekula.

Microwave oven

Ang haba ng haba ng microwaves ay nasa pagkakasunud-sunod ng mga sentimetro at una rin silang napansin ni Heinrich Hertz.

Mayroon silang sapat na enerhiya upang maiinit ang pagkain, na sa isang mas malaki o mas kaunting lawak ay naglalaman ng tubig. Ang tubig ay isang polar molekula, na nangangahulugang kahit na ito ay neutral na neutral, ang negatibo at positibong singil ay bahagyang nahihiwalay, na bumubuo ng isang electric dipole.

Kapag ang mga microport, na mga electromagnetic na patlang, hampasin ng isang dipole, gumawa sila ng mga torque na ginagawang paikutin upang ihanay sila sa bukid. Ang kilusan ay isinasalin sa enerhiya na kumakalat sa pagkain at may epekto ng pag-init nito.

Infrared

Ang bahaging ito ng electromagnetic spectrum ay natuklasan ni William Herschel noong unang bahagi ng ika-19 na siglo at may mas mababang dalas kaysa sa nakikitang ilaw, ngunit mas mataas kaysa sa mga microwaves.

Ang haba ng daluyong ng infrared spectrum (sa ibaba pula) ay maihahambing sa dulo ng isang karayom, samakatuwid ito ay isang mas masidhing radiation kaysa sa mga microwaves.

Karamihan sa solar radiation ay dumarating sa mga frequency na ito. Ang anumang bagay ay naglalabas ng isang tiyak na halaga ng infrared radiation, lalo na kung sila ay mainit, tulad ng mga burner sa kusina at mga hayop na may mainit na dugo. Hindi ito nakikita ng mga tao, ngunit ang ilang mga mandaragit ay nakikilala ang paglabas ng infrared mula sa kanilang biktima, na nagbibigay sa kanila ng isang kalamangan sa pangangaso.

Makikita

Ito ay bahagi ng spectrum na maaari nating makita sa aming mga mata, sa pagitan ng 400 at 700 nanometer (1 nanometer, pinaikling nm ay 1 × ¹⁰⁹ m) ng haba ng haba.

Ang puting ilaw ay naglalaman ng isang halo ng lahat ng mga haba ng haba, na maaari nating makita nang hiwalay kapag naipasa sa isang prisma. Ang mga raindrops sa mga ulap ay minsan ay kumikilos tulad ng mga prismo, kaya makikita natin ang mga kulay ng bahaghari.

Ang mga kulay ng bahaghari ay kumakatawan sa iba't ibang mga haba ng haba ng nakikitang ilaw. Pinagmulan: Pixabay.

Ang mga haba ng haba ng mga kulay na nakikita natin, sa mga nanometer, ay:

-Red: 700-66

-Orange: 620-6600

-Sama: 600-580

-Green: 580–490

-Gaw: 490–450

-Violet: 450-400

Ultraviolet

Ito ay isang mas malakas na rehiyon kaysa sa nakikitang ilaw, na may mga haba ng haba ng haba ng lila, iyon ay, mas malaki kaysa sa 450 nm.

Hindi natin ito nakikita, ngunit ang radiation na nagmumula sa Araw ay sagana. At dahil ito ay may mas mataas na enerhiya kaysa sa nakikitang bahagi, ang radiation na ito ay nakikipag-ugnay nang higit sa bagay, na nagiging sanhi ng pinsala sa maraming mga molekula ng kahalagahan ng biyolohikal.

Ang mga sinag ng ultraviolet ay natuklasan sa ilang sandali matapos ang mga infrared ray, bagaman sa una ay tinawag silang "kemikal na sinag", dahil gumanti sila sa mga sangkap tulad ng pilak na klorido.

X-ray

Natuklasan sila ni Wilhelm Roentgen noong 1895 habang nag-eeksperimento sa pinabilis na mga electron (cathode ray) na nakadirekta sa isang target. Hindi maipaliwanag kung saan sila nanggaling, tinawag niya silang X-ray.

Ito ay isang lubos na masiglang radiation na may haba ng haba na maihahambing sa laki ng atom, na may kakayahang dumaan sa mga kalawakan na katawan at paggawa ng mga imahe tulad ng sa X-ray.

Ang mga radio ay nakuha gamit ang X-ray: Pinagmulan: Pixabay.

Dahil mayroon silang mas maraming enerhiya, maaari silang makihalubilo sa bagay sa pamamagitan ng pagkuha ng mga electron mula sa mga molekula, samakatuwid sila ay kilala sa pamamagitan ng pangalan ng radiation ng radiation.

Sinag ng Gamma

Ito ang pinaka masiglang radiation ng lahat, na may mga haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng atom. Madalas itong nangyayari sa kalikasan, dahil inilalabas ito ng mga elemento ng radioaktibo habang nabubulok sila sa mas matatag na nuclei.

Sa sansinukob may mga mapagkukunan ng gamma ray sa mga pagsabog sa supernova, pati na rin ang mga mahiwagang bagay na kabilang sa mga pulsars, black hole at mga neutron stars.

Ang kapaligiran ng Earth ay pinoprotektahan ang planeta mula sa mga highly radiationizing radiation na nagmula sa uniberso, at dahil sa kanilang mataas na enerhiya, mayroon silang mapanganib na epekto sa biological tissue.

Aplikasyon

-Radio alon o radio frequency ay ginagamit sa telecommunication, dahil may kakayahang magdala ng impormasyon. Gayundin para sa mga therapeutic na layunin sa mga maiinit na tisyu at pagbutihin ang texture ng balat.

-Upang makakuha ng mga magnetic resonance na imahe, kinakailangan din ang mga radiofrequencies. Sa astronomiya, ginagamit ng mga teleskopyo sa radyo ang mga ito upang pag-aralan ang istraktura ng mga bagay na selestiyal.

-Ang mga telepono at satellite telebisyon ay dalawang aplikasyon ng mga microwaves. Ang Radar ay isa pang mahalagang application. Bilang karagdagan, ang buong uniberso ay nalubog sa isang background ng microwave radiation, na nagmula sa Big Bang, na ang pagtuklas ng nasabing background radiation ang pinakamahusay na patunay na pabor sa teoryang ito.

Ang radar ay nagpapalabas ng isang pulso patungo sa isang bagay, na nagpapakalat ng enerhiya sa lahat ng mga direksyon, ngunit ang bahagi nito ay makikita, na nagdadala ng impormasyon tungkol sa lokasyon ng bagay. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang hindi nakikita na ilaw ay kinakailangan sapagkat pinapayagan tayong makipag-ugnay nang epektibo sa ating kapaligiran.

Ang mga X-ray ay may maraming mga aplikasyon bilang isang tool na diagnostic sa gamot at din sa antas ng agham ng mga materyales, upang matukoy ang mga katangian ng maraming sangkap.

-Gamma radiation mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ay ginagamit bilang isang paggamot para sa kanser, pati na rin upang isterilisado ang pagkain.

Mga Sanggunian

1. Giambattista, A. 2010. Physics. Ikalawang edisyon. McGraw Hill.
2. Giancoli, D. 2006. Pisika: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. Ika-6. Ed Prentice Hall.
3. Rex, A. 2011. Mga Batayan ng Pisika. Pearson.
4. Serway, R. 2019. Physics para sa Science at Engineering. Ika-10. Edisyon. Dami 2. Cengage.
5. Shipman, J. 2009. Isang Panimula sa Physical Science. Labindalawa edition. Brooks / Cole, Mga Edisyon ng Cengage.