Tunne elektromagnetlainete spektrit

Elektromagnetlained on lained, millel on elektri- ja magnetenergia laengud, ilma et oleks vaja levikeskkonda. Elektromagnetlainete kasutust igapäevaelus võime leida palju, näiteks röntgenikiirte tehnoloogia, mikrolaineahjud ja nutitelefonide vastuvõetud signaalid. Elektromagnetlaineid saab nende pikkuse või sageduse põhjal klassifitseerida elektromagnetlainete spektrisse.

Elektromagnetlainete spekter on pidev spekter, milles kõik erinevad elektromagnetlainete tüübid on määratletud kindlas lainepikkuste vahemikus. Elektromagnetlainete spekter koosneb raadiolainetest, mikrolaineahjudest, infrapunakiirtest, nähtavast valgusest, ultraviolettkiirtest, röntgenikiirtest ja gammakiirtest.

spekter

Raadiolaine

Raadiolained on pikimad elektromagnetlained, millel on elektromagnetilise spektri madalaim sagedusala. Raadio lainepikkus on vahemikus 0,3 kuni 600 meetrit sagedusalas umbes 5 × 105 Hertsi kuni 109 Hertsi. Neid laineid kiirgavad kiirenenud liikuvad laengud ja elektriahelas (näiteks LC-ahelas) toimuvad võnkumised.

(Loe ka: elektromagnetlained, määratlus ja omadused)

Sageduse põhjal jagunevad raadiolained mitmeks ribaks. Lühilaineala on sagedusel 500 kHz kuni 54 MHz. Sees on AM raadiosagedusala, mis on sagedusel 530–1710 kHz. Lisaks on ka telelained vahemikus 54 MHz kuni 1000 MHz. Selles on FM-raadiolained, mis on sagedusel 88 MHz kuni 108 MHz.

Mikrolaineahjud

Mikrolainete lainepikkus on kõrgem kui sagedusel kui raadiolainetel. Mikrolaineid genereerivad suure võimsusega vaakumtorud, pooljuhtseadmed (näiteks välitransistorid), tunnelidioodid, Gunni dioodid ja teised. Mikrolainete lainepikkuste vahemik on 10-3 meetrit kuni 0,3 meetrit. Sagedus jääb vahemikku 109 Hz kuni 3 × 1011 Hertz.

Radaritel on näha mikrolainete ühte kasutust (raadiotuvastus ja kaugus). Radar on tehnika, mida kasutatakse liikuvate objektide kauguse, kiiruse ja muude omaduste tuvastamiseks. Lisaks kasutatakse mikrolaineahjusid ka mikrolaineahjudes.

Infrapunakiir

Järgmised elektromagnetlained on infrapunakiired. Infrapunalainete lainepikkus on lühem, kuid nende sagedus on kõrgem kui mikrolainetel. Infrapunakiired on tuntud ka kui kuumalained. Pikkus on vahemikus 8 × 10-7 meetrit kuni 10-3 meetrini sagedusega 3 × 1011 Hertz kuni 4 × 1014 Hertz.

Infrapunakiirguse peamine allikas on kõigi kuumade objektide kiiratav soojuskiirgus. Objekti kuumutamisel saavad selle moodustavad aatomid ja molekulid soojusenergiat ja vibreerivad suurema amplituudiga. Energiat vabastavad vibreerivad aatomid ja molekulid infrapunakiirguse kujul. Mida kõrgem on objekti temperatuur, seda tugevamalt aatomid ja molekulid vibreerivad ning seda rohkem infrapunakiirgust see tekitab.

Nähtav valgus

Nähtav valgus on elektromagnetilise spektri piirkond, mida silma abil saab otse tuvastada. Nähtav valgus, tuntud ka kui valge valgus, koosneb seitsmest erinevast värvist. Kui päikesevalgust murravad veepiisad, näeme vikerkaares seitset värvi. Nähtava valguse spektris on punase valguse suurim lainepikkus, lillal aga kõige lühem lainepikkus.

Ultraviolettkiired

Ultraviolettvalgus on elektromagnetlaine lainepikkusega umbes 380 nm kuni 10 nm. Sagedusvahemik on vahemikus 8 × 1014 Hertz kuni 3 × 1016 Hertz. Selle kiirguse nimi on ultraviolett, kuna see on seotud sagedusega, mis on suurem kui violetse valguse sagedus nähtavas valgusspektris.

Ultraviolettvalgust kasutatakse laialdaselt igapäevaelus, näiteks mikroobide hävitamiseks veepuhastuses, UV-lampide kasutamisel ja LASIK-i silmaoperatsioonidel.

Röntgen

Röntgenikiirgus on elektromagnetlainete spekter lainepikkusega 10-13 meetrit kuni 10-8 meetrit. Sagedus jääb vahemikku 3 × 1016 Hertz kuni 3 × 1019 Hertz. Röntgen on kõrge energiaga kiirguse tüüp, mis võib hõlpsasti tungida mitut tüüpi materjalidesse.

Röntgenikiired on tuntud ka kui Roentgeni kiired, mille nimi on võetud nende avastajalt, nimelt Wilhelm K. Roentgenilt aastal 1895. Sel ajal ei suutnud Roentgen kiirguse olemust kindlaks teha, seetõttu kasutas ta sümbolit X. Tänapäeval kasutatakse röntgenikiirgust röntgenkiirte ja kiiritusravi või kiiritusravi.

Gammakiired

Viimane elektromagnetkiirguse tüüp on gammakiired. Gammakiired on lühimad, suurema sagedusega lained võrreldes teiste elektromagnetlainetega. Pikkus on vahemikus 0,6 × 10-14 meetrit kuni 10-10 meetrit. Vahepeal on sagedus 3 × 108 Hertz kuni 5 × 1022 Hertz. Gammakiirte allikas saadakse tuumareaktsioonide ja tuuma radioaktiivsuse kaudu.

Gammakiiri kasutatakse kiiritusravi protsessis vähi ja kasvajate ravis laialdaselt. Lisaks saab gammakiiri kasutada ka radioisotoopide valmistamiseks ja metallkonstruktsioonide mõistmiseks.