O espectro eletromagnético
Fig. 1 - Espectro eletromagnético
Se já estudaste o som, viste que o espectro sonoro é o conjunto de frequências de vibração que podem ser produzidas por diversas fontes sonoras (todos os sons audíveis e inaudíveis).
Da mesma forma, o espectro eletromagnético representa o conjunto de todas as ondas eletromagnéticas de diferentes frequências. Algumas são visíveis, podendo ser captadas pelo olho humano, no entanto, a maior parte delas são invisíveis aos nossos olhos.
Como podes observar na figura 1, ele encontra-se dividido em zonas distintas:
- Frequência extremamente baixa
- Frequência muito baixa
- Ondas de rádio
- Micro-ondas
- Infravermelhos
- Luz visível
- Raios ultravioletas
- Raios X
- Raios Gama
- Raios cósmicos
Ondas de rádio
Ondas de rádio são um tipo de radiação eletromagnética com comprimento de onda maior (e frequência menor) do que a radiação infravermelha. Como todas as outras ondas eletromagnéticas, viajam à velocidade da luz no vácuo. Elas são geradas naturalmente por raios ou por objetos astronómicos. Artificialmente, as ondas de rádio podem ser geradas para rádios amadores, radiodifusão (rádio e televisão), telefonia móvel, radar e outros sistemas de navegação, comunicação via satélite, redes de computadores e em inúmeras outras aplicações.
Tais ondas eletromagnéticas são também denominadas ondas hertzianas e popularmente conhecidas como ondas de radiofrequência ou simplesmente ondas de rádio.
Micro-ondas
As micro-ondas são ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda maiores que os dos raios infravermelhos, mas menores que o comprimento de onda das ondas de rádio variando o comprimento de onda, consoante os autores, de 1 m (0,3 GHz de frequência) até 1,0 mm (300 GHz de frequência) - intervalo equivalente às faixas UHF, SHF e EHF.
Radiação infravermelha
Fig. 2 - Obtenção de imagens térmicas com radiação infravermelha
A radiação infravermelha (IV) é uma radiação não ionizante na porção invisível do espectro eletromagnético que está adjacente aos comprimentos de onda longos, ou final vermelho do espectro da luz visível. Ainda que em vertebrados não seja percebida na forma de luz, a radiação IV pode ser percebida como calor, por terminações nervosas especializadas da pele, conhecidas como termo receptores.
A radiação infravermelha foi descoberta em 1800 por William Herschel, um astrónomo inglês de origem alemã. Herschel colocou um termómetro de mercúrio no espectro obtido por um prisma de cristal com a finalidade de medir o calor emitido por cada cor. Descobriu que o calor era mais forte ao lado do vermelho do espectro, observando que ali não havia luz. Esta foi a primeira experiência que demonstrou que o calor pode ser captado em forma de imagem, como acontece com a luz visível.
Esta radiação é muito utilizada nas trocas de informações entre computadores, tele móveis (celulares) e outros equipamentos eletrônicos.
Espectro visível
Espectro visível (ou espectro óptico) é a porção do espectro eletromagnético cuja radiação composta por fotões, pode ser captada pelo olho humano. Geralmente esta radiação identifica-se como sendo a luz visível, ou simplesmente luz. Esta faixa do espectro situa-se entre a radiação infravermelha e a ultravioleta. Para cada frequência da luz visível é associada uma cor.
O espectro visível pode ser subdividido de acordo com a cor, com vermelho nos comprimentos de onda longos e violeta para os comprimentos de onda mais curtos, conforme as cores de um arco-íris. Os comprimentos de onda desta radiação estão compreendidos entre os 700 e os 400 nm (nanómetros).
O espectro visual varia muito de uma espécie animal para a outra. Os cachorros e os gatos, por exemplo, não veem todas as cores, apenas azul e amarelo, mas de maneira geral, em preto e branco numa nuance de cinzas. Nós humanos vemos numa faixa que vai do vermelho ao violeta, passando pelo verde, o amarelo e o azul. Já as cobras veem no infravermelho e as abelhas no ultravioleta, cores para as quais somos cegos. Mesmo entre os humanos pode haver grandes variações. Por isto, os limites do espectro ótico não estão bem definidos.
Pessoas daltónicas costumam ter dificuldades em visualizar cores contidas em certas faixas do espectro.
Radiação ultravioleta
A radiação ultravioleta (UV) é a radiação eletromagnética ou os raios ultravioleta com um comprimento de onda menor que a da luz visível e maior que a dos raios X, de 380 nm a 1 nm. O nome significa mais alta que (além do) violeta (do latim ultra), pelo fato de que o violeta é a cor visível com comprimento de onda mais curto e maior frequência.
A radiação UV pode ser subdividida em UV próximo (comprimento de onda de 380 até 200 nm - mais próximo da luz visível), UV distante (de 200 até 10 nm) e UV extremo (de 1 a 31 nm).
No que se refere aos efeitos à saúde humana e ao meio ambiente, classifica-se como UVA (400 ? 320 nm, também chamada de "luz negra" ou onda longa), UVB (320?280 nm, também chamada de onda média) e UVC (280 - 100 nm, também chamada de UV curta ou "germicida").
A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida pela atmosfera terrestre. A quase totalidade (99%) dos raios ultravioleta que efetivamente chegam a superfície da Terra são do tipo UV-A. A radiação UV-B é parcialmente absorvida pelo ozono da atmosfera e sua parcela que chega à Terra é responsável por danos à pele. Já a radiação UV-C é totalmente absorvida pelo oxigénio e pelo ozono da atmosfera.
Raios X
Fig. 3 - Primeira radiografia obtida por Wilhelm Röntgen, usando a mão da sua esposa, em 1895
Os raios X são emissões eletromagnéticas de natureza semelhante à luz visível. O seu comprimento de onda vai de 0,05 ângström (5 pm - picómetros) até dezenas de angstrons (1 nm - nanómetro).
Os raios X foram descobertos no dia 8 de novembro de 1895, por um físico alemão chamado Wilhelm Conrad Röntgen. A descoberta ocorreu quando Röentgen estudava o fenómeno da luminescência produzida por raios catódicos num tubo de Crookes. Todo o conjunto foi envolvido por uma caixa com um filme negro no seu interior e guardado numa câmara escura. Próximo à caixa, havia um pedaço de papel recoberto de platinocianeto de bário.
Röentgen percebeu que quando fornecia energia cinética aos eletrões do tubo, estes emitiam uma radiação que marcava a chapa fotográfica. Intrigado, resolveu colocar entre o tubo de raios catódicos e o papel fotográfico alguns corpos opacos à luz visível. Desta forma, observou que vários materiais opacos à luz diminuíam mas não eliminavam a chegada desta estranha radiação até à placa de platinocianeto de bário. Isto indicava que a radiação possuía um alto poder de penetração. Após exaustivas experiências com objetos inanimados, Röntgen pediu à sua esposa que posicionasse sua mão entre o dispositivo e o papel fotográfico.
O resultado foi uma foto que revelou a estrutura óssea interna da mão humana. Esta foi a primeira radiografia, nome dado pelo cientista à sua descoberta (figura 3).
Raios gama
Radiação gama ou raio gama é um tipo de radiação eletromagnética produzida geralmente por elementos radioativos ou processos subatómicos.
Este tipo de radiação tão energética também é produzida em fenómenos astrofísicos de grande violência. O seu comprimento de onda pode varia desde alguns picómetros até comprimentos muito menores.
Por causa das altas energias que possuem, os raios gama constituem um tipo de radiação ionizante capaz de penetrar na matéria mais profundamente que a radiação alfa ou beta. Devido à sua elevada energia, podem causar danos no núcleo das células, por isso usados para esterilizar equipamentos médicos e alimentos.
Raios cósmicos
Os raios cósmicos são partículas extremamente penetrantes, dotadas de alta energia, que se deslocam a velocidades próximas à da luz no espaço sideral. Portanto, raios cósmicos não são raios, mas partículas.
Essas partículas, ao chegarem à Terra, colidem com os núcleos dos átomos da atmosfera, a cerca de 10 mil metros acima da superfície do planeta, e dão origem a outras partículas, formando uma ?chuva? de partículas com menos energia, os chamados raios cósmicos secundários.
O número de partículas que chegam ao nível do mar, em média, é de uma partícula por segundo em cada centímetro quadrado.
Os raios cósmicos secundários são inofensivos à vida na Terra, mas os raios cósmicos primários são perigosos para os astronautas no espaço
Referências:
http://www.aulas-fisica-quimica.com/8f_07.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Raios_X
http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelha
http://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_vis%C3%ADvel
http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_ultravioleta
http://pt.wikipedia.org/wiki/Raios_c%C3%B3smicos
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