Poznajte spektrum elektromagnetických vĺn

Elektromagnetické vlny sú vlny, ktoré majú náboje elektrickej a magnetickej energie bez potreby šírenia médií. V každodennom živote nájdeme mnoho využití elektromagnetických vĺn, napríklad technológiu röntgenových lúčov, mikrovlnných rúrok a signálu prijímaného smartfónmi. Na základe svojej dĺžky alebo frekvencie možno elektromagnetické vlny rozdeliť do spektra elektromagnetických vĺn.

Spektrum elektromagnetických vĺn je kontinuálne spektrum, v ktorom je každý z rôznych typov elektromagnetických vĺn definovaný v konkrétnom rozsahu vlnových dĺžok. Elektromagnetické vlnové spektrum sa skladá z rádiových vĺn, mikrovĺn, infračervených lúčov, viditeľného svetla, ultrafialových lúčov, röntgenových lúčov a lúčov gama.

spektrum

Rádiová vlna

Rádiové vlny sú najdlhšie elektromagnetické vlny s najnižším frekvenčným rozsahom v elektromagnetickom spektre. Rádiová vlnová dĺžka sa pohybuje od 0,3 do 600 metrov s frekvenčným rozsahom približne 5 × 105 Hertzov až 109 Hertzov. Tieto vlny sú vyžarované zrýchlenými pohyblivými nábojmi a osciláciami náboja v elektrickom obvode (napríklad v obvode LC).

(Prečítajte si tiež: Elektromagnetické vlny, definícia a vlastnosti)

Na základe frekvencie sú rádiové vlny rozdelené do niekoľkých pásiem. Krátkovlnné pásmo je na frekvencii 500 kHz až 54 MHz. Vo vnútri sa nachádza rádiové pásmo AM, ktoré je na frekvencii 530 kHz až 1710 kHz. Okrem toho existujú aj televízne vlny v rozmedzí od 54 MHz do 1 000 MHz. V ňom sa nachádzajú FM rádiové vlny, ktoré sú na frekvencii 88 MHz až 108 MHz.

Mikrovlny

Mikrovlny majú kratšiu vlnovú dĺžku s vyššou frekvenciou ako rádiové vlny. Mikrovlny sú generované vysokovýkonnými elektrónkami, polovodičovými zariadeniami (napríklad tranzistormi s efektom poľa), tunelovými diódami, Gunnovými diódami a ďalšími. Rozsah vlnových dĺžok mikrovlniek je 10 - 3 metre až 0,3 metra. Frekvencia sa pohybuje od 109 Hertzov do 3 × 1011 Hertzov.

Jedno použitie mikrovĺn je možné vidieť na radare (Radio Detection and Ranging). Radar je technika používaná na zisťovanie vzdialenosti, rýchlosti a ďalších charakteristík pohybujúcich sa objektov. Okrem toho sa mikrovlnky používajú aj v mikrovlnných rúrach.

Infračervený lúč

Nasledujúce elektromagnetické vlny sú infračervené lúče. Infračervené vlny majú kratšiu vlnovú dĺžku, ale s vyššou frekvenciou ako mikrovlny. Infračervené lúče sú tiež známe ako horúčavy. Dĺžka sa pohybuje od 8 × 10-7 metrov do 10-3 metrov s frekvenciou 3 × 1011 Hertzov až 4 × 1014 Hertzov.

Hlavným zdrojom infračerveného žiarenia je tepelné žiarenie emitované všetkými horúcimi predmetmi. Keď sa objekt zahreje, atómy a molekuly, ktoré ho tvoria, získavajú tepelnú energiu a vibrujú s väčšou amplitúdou. Energia sa uvoľňuje vibrovaním atómov a molekúl vo forme infračerveného žiarenia. Čím vyššia je teplota objektu, tým silnejšie vibrujú atómy a molekuly a tým viac infračerveného žiarenia produkuje.

Viditeľné svetlo

Viditeľné svetlo je oblasť elektromagnetického spektra, ktorú možno zistiť priamo okom. Viditeľné svetlo, známe tiež ako biele svetlo, sa skladá zo siedmich rôznych farieb. Sedem farieb môžeme vidieť v dúhe, keď je slnečné svetlo lámané kvapkami vody. Vo spektre viditeľného svetla má červené svetlo najväčšiu vlnovú dĺžku, zatiaľ čo fialové svetlo má najkratšiu vlnovú dĺžku.

Ultrafialové lúče

Ultrafialové svetlo je elektromagnetická vlna s vlnovou dĺžkou asi 380 nm až 10 nm. Frekvenčný rozsah sa pohybuje od 8 × 1014 Hertzov do 3 × 1016 Hertzov. Toto žiarenie sa nazýva ultrafialové, pretože je spojené s frekvenciou väčšou ako je frekvencia fialového svetla v spektre viditeľného svetla.

Ultrafialové svetlo sa široko používa v každodennom živote, napríklad na ničenie choroboplodných zárodkov pri čistení vody, pri použití UV žiaroviek a pri operáciách očí LASIK.

Röntgen

Röntgenové lúče sú spektrum elektromagnetických vĺn s vlnovou dĺžkou 10 - 13 metrov až 10 - 8 metrov. Frekvencia sa pohybuje od 3 × 1016 Hertzov do 3 × 1019 Hertzov. Röntgenové lúče sú typom vysokoenergetického žiarenia, ktoré môže ľahko preniknúť do mnohých druhov látok.

Röntgenové lúče sú tiež známe ako röntgenové lúče, ktorých meno je prevzaté od ich objaviteľa, konkrétne Wilhelma K. Roentgena v roku 1895. V tom čase Roentgen nedokázal určiť povahu žiarenia, preto použil symbol X. Dnes sa röntgenové lúče široko používajú pre röntgenové lúče a radiačná terapia alebo rádioterapia.

Gama lúče

Posledným typom elektromagnetického žiarenia sú gama lúče. Gama lúče sú najkratšie vlny s najväčšou frekvenciou v porovnaní s inými elektromagnetickými vlnami. Dĺžka je medzi 0,6 × 10–14 metrov až 10–10 metrov. Frekvencia je zatiaľ medzi 3 × 108 Hz a 5 × 1022 Hz. Zdroj gama lúčov sa získava z jadrových reakcií a jadrovej rádioaktivity.

Gama lúče sa často používajú na rádioterapiu pri liečbe rakoviny a nádorov. Gama lúče sa dajú navyše použiť aj na výrobu rádioizotopov a na pochopenie kovových štruktúr.