- Quang phổ điện từ là gì?
- Các vùng của phổ điện từ
- Công dụng của quang phổ điện từ
- Tầm quan trọng của phổ điện từ
Chúng tôi giải thích phổ điện từ là gì, nó được phân chia ở những vùng nào, nó được sử dụng để làm gì và nó được phát hiện như thế nào.
Quang phổ điện từ là gì?
Phổ điện từ là sự phân bố của năng lượng của bức xạ điện từ. Nó có thể được biểu thị dưới dạng năng lượng, mặc dù nó được thực hiện phổ biến hơn về bước sóng và tần số của bức xạ. Nó trải dài từ bức xạ có bước sóng ngắn hơn (tia gamma) đến những bức xạ có bước sóng dài hơn (sóng vô tuyến).
Nó được tạo thành từ nhiều tiểu khu hoặc phần khác nhau, ranh giới của chúng không được xác định hoàn toàn và có xu hướng chồng chéo lên nhau. Mỗi dải của quang phổ được phân biệt với các dải khác về hành vi của các sóng của nó trong quá trình phát xạ, truyền dẫn và hấp thụ, cũng như trong các ứng dụng thực tế của nó.
Sóng điện từ là dao động của điện trường Y từ tính mang năng lượng. Chúng tôisóng truyền trong chân không với tốc độ của ánh sáng.
Khi nói về phổ điện từ của một vật, chúng ta đề cập đến các bước sóng khác nhau mà nó phát ra (gọi là phổ phát xạ) hoặc hấp thụ (gọi là phổ hấp thụ), do đó tạo ra sự phân bố năng lượng dưới dạng một tập hợp các sóng điện từ.
Các đặc điểm của phân phối này phụ thuộc vàotần số hoặc bước sóng của dao động, cũng như năng lượng của chúng. Ba đại lượng liên kết với nhau: một bước sóng cho trước tương ứng với tần số và một năng lượng nhất định. Sóng điện từ có thể kết hợp với một hạt gọi là photon.
Phổ điện từ được phát hiện là kết quả củathí nghiệm và những đóng góp của James Maxwell người Anh, người đã khám phá ra sự hiện diện của sóng điện từ và chính thức hóa các phương trình nghiên cứu của ông (được gọi là phương trình Maxwell).
Các vùng của phổ điện từ
Về nguyên tắc, phổ điện từ thực tế là vô hạn (ví dụ, bước sóng dài nhất có kích thước bằng kích thước của vũ trụ) và liên tục, nhưng cho đến nay chúng ta đã có thể biết một số vùng của nó, được gọi là dải hoặc phân đoạn. Đây là, từ nhỏ nhất đến lớn nhất:
- Tia gam ma. Với bước sóng nhỏ hơn 10-11 mét (m) và tần số lớn hơn 1019.
- Tia X. Có bước sóng nhỏ hơn 10-8 m và tần số lớn hơn 1016.
- Bức xạ cực tím. Với bước sóng nhỏ hơn 10-8 m và tần số lớn hơn 1,5 × 1015.
- Bức xạ tử ngoại gần. Với bước sóng nhỏ hơn 380 × 10-9 m và tần số lớn hơn 7,89 × 1014.
- Quang phổ ánh sáng nhìn thấy được. Với bước sóng nhỏ hơn 780 × 10-9 m và tần số lớn hơn 384 × 1012.
- Gần Hồng ngoại. Với bước sóng nhỏ hơn 2,5 × 10-6 m và tần số lớn hơn 120 × 1012.
- Hồng ngoại giữa. Với bước sóng nhỏ hơn 50 × 10-6 m và tần số lớn hơn 6 × 1012.
- Hồng ngoại xa hoặc dưới milimét. Với bước sóng nhỏ hơn 350 × 10-6 m và tần số lớn hơn 300 × 109.
- Bức xạ vi sóng. Với bước sóng nhỏ hơn 10-2 m và tần số lớn hơn 3 × 108.
- Sóng vô tuyến tần số cực cao. Với bước sóng nhỏ hơn 1 m và tần số lớn hơn 300 × 106.
- Sóng vô tuyến tần số rất cao. Với bước sóng nhỏ hơn 100 m, tần số lớn hơn 30 × 106Hz.
- Sóng vô tuyến ngắn. Với bước sóng nhỏ hơn 180 m và tần số lớn hơn 1,7 × 106.
- Sóng vô tuyến trung bình. Với bước sóng nhỏ hơn 650 m và tần số lớn hơn 650 × 103Hz.
- Sóng vô tuyến dài. Với bước sóng nhỏ hơn 104 m và tần số lớn hơn 30 × 103.
- Sóng vô tuyến tần số rất thấp. Với bước sóng lớn hơn 104 m, tần số nhỏ hơn 30 × 103 Hz.
Các vùng của phổ điện từ là tia gamma, tia X, bức xạ tử ngoại, quang phổ nhìn thấy, vi sóng và tần số vô tuyến.
Công dụng của quang phổ điện từ
Việc sử dụng phổ điện từ có thể rất đa dạng. Ví dụ:
- Sóng tần số vô tuyến. Chúng được sử dụng để truyền thông tin qua không khí, chẳng hạn như chương trình phát thanh, TV hoặc là Internet wifi.
- Lò vi sóng. Chúng cũng được sử dụng để truyền thông tin, chẳng hạn như tín hiệu điện thoại di động (di động) hoặc ăng-ten vi sóng. Nó cũng được vệ tinh sử dụng như một cơ chế truyền thông tin xuống mặt đất. Và chúng phục vụ, đồng thời, hâm nóng thức ăn trong lò vi sóng.
- Tia cực tím. Nó được phát hành bởi mặt trời và được hấp thụ bởi cây cho quang hợp, cũng như cho làn da của chúng ta khi chúng ta rám nắng. Nó cũng cung cấp thức ăn cho các ống huỳnh quang và cho phép sự tồn tại của các tiện nghi như phòng tắm nắng.
- Bức xạ hồng ngoại. Nó là một trong những truyền nhiệt từ Mặt trời đến hành tinh của chúng ta, từ ngọn lửa đến các vật thể xung quanh nó, hoặc từ lò sưởi bên trong phòng của chúng ta.
- Quang phổ của ánh sáng nhìn thấy. Nó làm cho mọi thứ có thể nhìn thấy được. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng cho các cơ chế hình ảnh khác như rạp chiếu phim, đèn pin, v.v.
- Tia X được sử dụng trong y học để tạo ấn tượng trực quan về bên trong cơ thể chúng ta, cũng như xương, trong khi tia gamma bạo lực hơn nhiều được sử dụng như một hình thức xạ trị hoặc điều trị ung thư, vì chúng phá hủy DNA sau đó tế bào tái sản xuất không theo thứ tự.
Tầm quan trọng của phổ điện từ
Trong thế giới đương đại, phổ điện từ là yếu tố then chốt đối với viễn thông và truyền tải thông tin. Nó cũng rất cần thiết trong các kỹ thuật thám hiểm (loại radar / sonar) ngoài không gian như một cách để hiểu các hiện tượng thiên văn ở xa trong thời tiết và khoảng trống.
Nó có các ứng dụng y tế và thực tế khác nhau, cũng là một phần của những gì chúng ta coi ngày nay là chất lượng cuộc sống. Đó là lý do tại sao việc chế tác nó, không nghi ngờ gì nữa, là một trong những khám phá vĩ đại của nhân loại.