Fonctionnement du spectre électromagnétique (spectre EM) et ses applications

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Le rayonnement électromagnétique ou le rayonnement EM est une partie notable du spectre. C'est une manière de voyager de l'énergie dans l'espace. Les différentes formes de électromagnétique l'énergie comprend principalement la chaleur du feu, la lumière du soleil, l'énergie des micro-ondes pendant la cuisson, les rayons X, etc. Ces formes d'énergie sont très différentes les unes des autres mais elles présentent des propriétés ondulatoires. Par exemple, si nous allons nager dans la mer, vous êtes auparavant reconnaissable aux vagues. Ces ondes ne sont que des problèmes dans un champ particulier et entraînent des oscillations ou des vibrations. De même, les ondes électromagnétiques sont liées, mais elles sont séparées et se composent de 222 ondes qui oscillent à un angle de 90 degrés les unes par rapport aux autres. L'ensemble complet de rayonnement EM est connu sous le nom de spectre électromagnétique, et il est séparé en différentes sections pour simplifier des choses comme la radio, l'infrarouge, four micro onde , visible, rayons UV, rayons gamma, rayons X). C'est constant et sans fin.

Qu'est-ce qu'un spectre électromagnétique?

Le terme spectre électromagnétique peut être défini comme la distribution du rayonnement électromagnétique entier basé sur la longueur d'onde et la fréquence de l'onde. Cependant, toutes les ondes peuvent voyager dans le vide à la vitesse de la lumière dans une large gamme de fréquences, de longueurs d'onde et d'énergies photoniques. Ce spectre comprend la distance de tous les rayonnements électromagnétiques ainsi que de nombreuses sous-plages, généralement appelées parties comme le rayonnement UV, autrement la lumière visible.




Les différentes parties du spectre permettent des noms différents en fonction de la dissemblance dans le comportement d'émission, la transmission et l'absorption des ondes associées. La gamme de fréquences du spectre électromagnétique de bas en haut comprend principalement toutes les ondes comme la radio, l'IR, etc.

L'ensemble du spectre électromagnétique, de la fréquence la plus basse à la plus haute, comprend principalement tous les radiations IR, la lumière perceptible, les rayons UV, les rayons X et les rayons gamma. Presque toutes les longueurs d'onde et fréquences utilisent un rayonnement électromagnétique qui peut être utilisé pour la spectroscopie.



Propriétés de base des ondes

Les propriétés de base des ondes comprennent principalement l'amplitude, la longueur d'onde et la fréquence. Nous savons que la lumière peut être composée d'un rayonnement électromagnétique qui est souvent traité comme un phénomène d'onde. Une vague comprend le point le plus bas connu sous le nom de creux et le point le plus élevé connu sous le nom de crête. Le amplitude est la distance verticale entre l'inclinaison d'une crête et l'axe central de la vague. Ces propriétés sont principalement liées à l'intensité sinon à la luminosité de l'onde. La distance horizontale entre deux creux ou crêtes successifs est appelée longueur d'onde. Il est fréquemment désigné par le symbole λ (lambda).

L'énergie de la lumière peut être calculée par cette équation E = h.c / λ


Dans l'équation ci-dessus,

«E» est l’énergie de la lumière
«H» est la constante de Planck
«C» est la vitesse de la lumière
«Λ» est la longueur d’onde

Par conséquent, lorsque la longueur d'onde augmente, l'énergie lumineuse diminue.

Parce que la fréquence (ν) = c / λ

L'équation ci-dessus peut être écrite comme E = h. ν

Par conséquent, lorsque la fréquence augmente, l’énergie de la lumière augmente. Ainsi, la relation entre la longueur d'onde et la fréquence est inversement proportionnelle.

Tableau du spectre électromagnétique

Le spectre de rayonnement électromagnétique peut se produire en raison de différents rayons tels que IR, radio, UV, visible, UV, rayons X, etc. longueurs d'onde du spectre électromagnétique ont la longueur d'onde la plus élevée tandis que les rayons gamma ont la gamme de longueurs d'onde la plus courte.

Région

Radio Four micro onde Infrarouge Visible Ultra-violet Rayons X

Rayons gamma

Longueur d'onde (angströms)

> 109

dix9à 106dix6- 7 0007 000 à 4 0004000 à 1010 à 0,1 < 0,1

Longueur d'onde (centimètres)

> 10

10 à 0,010,01 à 7 x 10-57 × 10-5à 4 × 1054 × 10-5à10-7dix-7à 10-9

< dix-9

Fréquence (Hz)

<3x 109

3 x 109à 3x 10123 x 1012à 4,3 x 10144,3 × 1014

à

7,5 × 1014

7,5 × 1014

à

3 × 1017

3 × 1017à 3 × 1019

> 3X109

Énergie

(domicile)

<10-510-5 à 0,010,01 à 22 à 33 à 103dix3 àdix5

> dix5

Le spectre électromagnétique (EM) est prévu, ce qui est montré dans la figure ci-dessus. Le spectre visible est disposé au centre des longueurs d'onde inférieures aux longueurs d'onde supérieures dans l'ordre de gauche à droite. Par conséquent, le spectre visible gauche est indiqué en couleur violette, tandis que le spectre visible droit est indiqué en couleur rouge. Le diagramme du spectre électromagnétique est illustré ci-dessous.

spectre électromagnétique

spectre électromagnétique

Dans le sens de la gauche

Le spectre UV (spectre ultraviolet)

Se déplaçant davantage vers le côté gauche du spectre visible, il se situe dans la région UV. Bien que cela ne soit pas perceptible à l'œil humain, cette région UV apparaîtra en violet car elle est plus proche de la zone violette du spectre. La gamme du spectre UV se situe entre 10 nm et 400 nm.

Rayons X

En nous déplaçant vers le côté gauche du spectre UV, au départ, nous avons les rayons X qui vont de 0,01 nm à 10 nm. Cette région peut également être séparée en deux en fonction de leur pénétrabilité. Ceux-ci sont extrêmement pénétrables et ont une énergie et des longueurs d'onde supérieures qui vont de 0,01 nm à 0,1 nm.

Rayons gamma

En nous déplaçant vers la gauche des rayons X, nous avons les rayons les plus énergétiques comme les rayons gamma. Les rayonnements de ces rayons ne contiennent pas de moindre bord de longueur d'onde cependant, leur limite supérieure se situe à 0,01 nm. L'énergie et la pénétrabilité de ces rayons sont très élevées.

Dans le sens de la droite

Spectre IR (spectre infrarouge): Lorsque nous nous dirigeons vers le côté droit du spectre visible, nous avons la région du spectre IR. Comparable au spectre ultraviolet, le spectre IR n'est pas visible, mais comme la zone est plus proche de la région de couleur rouge du spectre visible, alors il est nommé l'infrarouge Région. La gamme de longueurs d'onde du spectre IR va de 780 nm à 1 mm. Ce type de spectre est divisé en trois régions:

  • Le spectre proche infrarouge va de 780 nm à 2 500 nm.
  • Le spectre infrarouge moyen va de 2 500 nm à 10 000 nm.
  • Le spectre infrarouge lointain va de 10000 nm à 1000 μm

Micro-ondes

Lorsque nous nous déplaçons vers le côté droit du spectre visible, alors nous avons les micro-ondes . Les longueurs d'onde des micro-ondes existeraient très probablement dans la gamme du micromètre. La portée de ces ondes varie de 1 mm à 10 cm.

Spectre radio

Lorsque nous nous déplaçons vers le côté droit du spectre visible, nous avons la région des radiofréquences (RF). La région du spectre radioélectrique chevauche la région des micro-ondes. Mais, cela commence officiellement à 10 cm.

Utilisations / Applications du spectre électromagnétique

  • Les rayons gamma sont utilisés pour tuer les bactéries dans les guimauves et pour désinfecter le matériel médical
  • Les rayons X sont utilisés pour scanner les structures de l'os de l'image
  • La lumière ultraviolette peut observer les abeilles car les fleurs peuvent se démarquer visiblement à cette fréquence
  • La lumière visible est utilisée pour voir le monde par les humains
  • L'infrarouge est utilisé dans la découpe laser du métal, la vision nocturne et les capteurs de chaleur,
  • Le micro-ondes est utilisé dans les radars et les fours à micro-ondes
  • Les ondes radio sont utilisées dans les émissions de radio et de télévision

Ainsi, il s'agit de la spectre électromagnétique et il comprend un ensemble d'ondes électromagnétiques à différentes fréquences. Mais ceux-ci sont invisibles aux yeux humains. Quotidiennement, nous sommes enfermés par ces types d'ondes car tout le monde est exposé à des champs magnétiques et électriques sur le lieu de travail ou à la maison, de la transmission d'électricité et de la génération de machines domestiques, d'outils industriels aux télécommunications et à la diffusion. Voici une question pour vous, quel est le gamme de spectre électromagnétique ?