Espectre electromagnètic

Fitxer:Espectre electromagnètic COMPLET en català.png

Espectre electromagnètic complet on es mostren tots els tipus de radiacions i informacions diverses de cadascuna.

L'espectre electromagnètic és el conjunt de totes les possibles ones electromagnètiques, des de les de major freqüència, com els raigs gamma i raigs X, fins a les de menor freqüència, com les ones de ràdio.

Un espectre és la descomposició d'una radiació electromagnètica en els seus components en termes de freqüència, energia dels fotons o de la longitud d'ona associada. Les tres magnituds citades $\nu$ (freqüència), $E$ (energia) i $\lambda$ (longitud d'ona) són relacionades entre elles per la constant de Planck $h$ i per la velocitat de la llum $c$:

$E=h\nu \,$

$c=\lambda \nu \,$

i, per tant:

$E={\frac {hc}{\lambda }}\,$

En el cas de la llum visible, l'espectre és un compost de diferents longituds d'ona que es difracten en angles distints i provoquen una impressió visual diferent. També s'utilitza la longitud d'ona en el cas de les ones de ràdio per tal de representar el seu espectre. En canvi, a partir dels raigs X, en tractar-se de partícules molt energètiques, és més útil utilitzar l'energia que porten els fotons X o γ, l'energia s'expressa en electronvolt (eV).

A la taula següent mostrem esquemàticament l'espectre electromagnètic, dividit en els intervals (anomenats bandes espectrals) més habituals. Les fronteres entre denominacions són convencionals i l'única diferència entre elles és la freqüència (o equivalentment, la longitud d'ona).

banda espectral	longitud d'ona (m)	freqüència (Hz)	energia = h·ν (J)
raigs gamma	< 10 pm	> 30,0 EHz	> 19,9·10-15 J
raigs X	< 10 nm	> 30,0 PHz	> 19,9·10-18 J
ultraviolat llunyà	< 200 nm	> 1,5 PHz	> 993·10-21 J
ultraviolat proper	< 380 nm	> 789 THz	> 523·10-21 J
llum visible	< 780 nm	> 384 THz	> 255·10-21 J
infraroig proper (NIR)	< 2,5 μm	> 120 THz	> 79,5·10-21 J
infraroig mitjà (MIR)	< 50 μm	> 6,00 THz	> 3,98·10-21 J
infraroig llunyà o submil·limètric (FIR)	< 1 mm	> 300 GHz	> 199·10-24 J
microones	< 30 cm	> 1,0 GHz	> 1,99·10-24 J
ràdio de freqüència ultraalta (UHF)	< 1 m	> 300 MHz	> 1,99·10-25 J
ràdio de freqüència molt alta (VHF)	< 10 m	> 30 MHz	> 2,05·10-26 J
ràdio d'ona curta	< 180 m	> 1,7 MHz	> 1,13·10-27 J
ràdio d'ona mitjana	< 650 m	> 650 kHz	> 4,31·10-28 J
ràdio d'ona llarga	< 10 km	> 30 kHz	> 1,98·10-29 J
ràdio de freqüència molt baixa (VLF)	> 10 km	< 30 kHz	< 1.99·10-29 J

Llum visible

Cal tenir present que la llum visible és una petita part de l'espectre electromagnètic, concretament entre les freqüències 400 i 800 THz, amb la particularitat que l'ull humà és capaç de detectar i analitzar amb força precisió la radiació electromagnètica que cau dins d'aquest interval. Les seves diferents freqüències corresponen als diferents colors, tal com s'esquematitza a continuació (vegeu més informació a l'article «llum»).

Color	Interval de longitud d'ona	Interval de freqüència
violat	~ 380 a 430 nm	~ 790 a 700 THz
blau	~ 430 a 500 nm	~ 700 a 600 THz
cian	~ 500 a 520 nm	~ 600 a 580 THz
verd	~ 520 a 565 nm	~ 580 a 530 THz
groc	~ 565 a 590 nm	~ 530 a 510 THz
vermell	~ 625 a 740 nm	~ 480 a 405 THz

Història

Isaac Newton, va descompondre la llum blanca usant un prisme de vidre.

L'any 1666 Isaac Newton va aconseguir la descomposició de la llum en les seves diferents longituds d'ona (o colors). En 1814 Joseph von Fraunhofer va analitzar l'espectre solar i va descobrir-hi una sèrie de ratlles fosques o línies de Fraunhofer i va ser el primer a mesurar la longitud d'ona específica de cada banda. El 1862 Ångström va aconseguir l'anàlisi química de l'espectre i va establir la unitat de longitud d'ona que porta el seu nom (l'Ångström).

El 1911 i 1913 els descobriments de Rutherford i Bohr van permetre explicar el fet de l'existència de diferents bandes de color en l'espectre solar: els àtoms tenen nivells d'energia i produeixen un tipus de longitud d'ona específica. El nombre i el tipus d'àtoms d'un element corresponen a un color, és a dir, a una determinada banda de l'espectre. De fet l'espectre solar a més dels tipus d'àtoms que constitueixen la matèria solar, també indica el tipus d'ions, de radicals i d'àtoms que formen l'espai que es troba entre el Sol i la Terra.

Pàgines relacionades

• Espectre radioelèctric

Referències

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Espectre electromagnètic