A radiação eletromagnética (radiação EM) está ao seu redor; é fundamental não apenas para sua compreensão da física, mas também para sua própria sobrevivência. Sem a radiação do sol, por exemplo, a Terra não poderia sustentar a vida.
O que os cientistas da NASA e seus parentes passaram a chamar de radiação eletromagnética pode ser descrito em termos físicos como uma onda. As ondas eletromagnéticas são unidas por algumas características importantes, mas seu impacto prático sobre o mundo varia desde a capacidade de cozinhar alimentos rapidamente para transmitir informações rapidamente através de enormes distâncias.
Comprimentos de onda mais curtos estão associados a frequências mais altas e alta energia, enquanto frequências mais altas ficam em uma porção de comprimento de onda curto do espectro com comprimentos de onda mais longos. O espectro visível relativamente estreito oferece ao olho humano e, portanto, à mente humana intuitiva, uma imagem muito menor da realidade total do que o que realmente está acontecendo o tempo todo.
O que são ondas eletromagnéticas?
Aonda eletromagnéticaconsiste em uma onda de campo elétrico oscilando em um plano perpendicular (em ângulos retos) a uma onda de campo magnético. Uma vez que a radiação eletromagnética atua como uma onda, qualquer onda eletromagnética particular teráfrequência (f; às vezes denotado porνao invés) eComprimento de onda λ(a letra grega lambda) associada a ele.
No entanto, as ondas eletromagnéticas não requerem um meio físico como o ar (a atmosfera da Terra está carregada de gases e não é mera "espaço") ou água através da qual se propagam e, portanto, podem atravessar o vácuo do espaço vazio - o que eles fazem à velocidade da luzc, que é 3 × 108 m / s, ou cerca de 6 trilhões de milhas por hora. Talvez nem seja preciso dizer que essa é a velocidade mais rápida do universo!
O Espectro Eletromagnético
As ondas eletromagnéticas podem vir em muitos comprimentos de onda e frequências diferentes, desde queo produto do comprimento de onda e frequência de uma determinada onda é igual à velocidade da luz(ou seja, λf = c). Pense em um esquadrão de lutadores da mesma classe estreita de peso; alguns serão mais altos e magros, outros mais curtos e compactos, mas, por definição, todos têm quase a mesma massa, apesar das aparências amplamente variadas.
A faixa de comprimentos de onda em todo o espectro EM é dividida em vários tipos de radiação eletromagnética. Na ordem de frequência mais baixa (energia mais alta, comprimento de onda mais longo) para frequência mais alta (energia mais baixa, comprimento de onda mais curto), esses tipos de radiação são:
- Ondas de rádio:Essas ondas, que permitiram ouvir "transmissões" muito antes da Internet, têm
valores de λ começando em cerca de 1 m e se estendendo além de 108 m (100 milhões de m). Microondas:Os fornos de microondas são a manifestação tecnológica mais óbvia desse tipo de radiação, que abrange o espectro de comprimento de onda de cerca de 10-3 m (1 milímetro ou mm) a 1 m. Radiação infra-vermelha:A luz infravermelha fica entre 7 × 10-7 m (700 nanômetros, ou nm) e 1 mm, e é coletado por equipamento óptico e colocado para uso visual em óculos de "visão noturna". *Luz visível:O espectro visível de luz existe em uma banda estreita entre cerca de 4
× 10-7 me 7
× 10-7 m (400 nm e 700 nm). Do mais baixo para o mais altoenergiae, portanto, do mais longo para o mais curtoComprimento de onda,a ordem espectral das cores visíveis pode ser lembrada por"Roy G. Biv ": vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Radiação ultravioleta:Luz ultravioleta (10-8 m a 4 × 10-7 m, ou 10 nm a 400 nm) é usado em camas de bronzeamento e é emitido pelo sol; é o tipo de energia EM que causa queimaduras solares e provavelmente câncer de pele.
Raios X:Esta radiação de alta energia (10-11 a 10-8 m, ou 0,01 a 10 nm) é usado em diagnósticos; grandes exposições podem ser perigosas para a saúde. *Raios gama:O EM de mais alta energia é encontrado percorrendo o espaço sideral; esta radiação tem comprimentos de onda menores que 1/100 de nanômetro. A atmosfera felizmente filtra a maioria deles.
Exemplo de problema de espectro eletromagnético
Você acorda em um planeta onde a velocidade da luz é de 60 metros por segundo, mas as leis físicas em geral são as mesmas da Terra. Se os comprimentos de onda da luz azul e da luz vermelha neste planeta são 5 cm e 10 cm, respectivamente, com o amarelo exatamente entre eles no espectro, qual é ofrequênciade luz amarela aqui?
O comprimento de onda λ da luz amarela neste planeta deve ser a metade da distância entre 5 e 10 cm, ou 7,5 cm. Uma vez que λf = c = 300 m / s,
f = \ frac {60} {0,075} = 800 \ text {ciclos por segundo}
- Ciclos por segundo têm seus própriosunidade derivadaem física, o hertz (Hz).
