Cum am putea defini spectrul electromagnetic pe înțelesul tuturor? Spectrul electromagnetic reprezintă totalitatea radiaţiilor electromagnetice existente în univers, ar suna definiția de manual. Dar despre ce vorbim, mai exact?
Vorbim despre ceva care ne înconjoară și ne bombardează în fiecare moment, parte din acest ceva neputând fi văzut, atins ori simțit. Este prezent pretutindeni, dar nu are miros și nici gust. Și cu toate acestea, ne folosim și depindem de el în fiecare oră a fiecărei zile. Fără el, lumea așa cum o cunoaștem azi nu ar putea exista.
Radiaţiile electromagnetice, care se întind de-a lungul unui spectru plecând de la foarte scurtele raze gama, continuând cu razele X, radiaţia ultravioletă, lumina vizibilă, radiaţia în infraroșu, cu ale sale unde ceva mai lungi, microundele şi până la undele radio care pot avea o lungime de undă chiar mai mare decât un lanţ muntos, constituie împreună acest aşa-numit spectru electromagnetic, despre care putem afirma fără teama de a greşi că stă la baza erei informaţionale şi a lumii moderne. Aparatul de radio, telecomanda televizorului, SMS-urile, televizorul însuşi, cuptorul cu microunde, chiar radiografiile medicale, toate depind de unde din anumite regiuni ale spectrului electromagnetic.
Cum am putea descrie undele electromagnetice? Făcând o comparaţie cu un alt tip de unde, undele de suprafaţă. Undele electromagnetice sunt similare celor care apar la suprafaţa oceanelor prin prisma faptului că ambele reprezintă unde de energie, în sensul că transmit energie. Undele electromagnetice sunt produse în urma vibraţiilor particulelor încărcate electric, fiind caracterizate atât de proprietăţi electrice, și cât și de proprietăți magnetice. Dar, spre deosebire de undele care se propagă la suprafaţa mărilor şi oceanelor, având deci nevoie de un mediu de propagare – apa, undele electromagnetice călătoresc prin vidul cosmic cu o viteză constantă - viteza luminii.
Citiţi şi articolul nostru: Spectrul electromagnetic.
Undele electromagnetice au și ele creste şi adâncituri, maxime şi minime, asemenea undelor de suprafaţă. Distanţa între două maxime reprezintă lungimea de undă. În timp ce în cazul anumitor unde electromagnetice lungimile de undă sunt foarte mari, fiind măsurate în metri, pentru multe altele vorbim de valori foarte mici, măsurate în miliardimi de metru (nanometri). Numărul de creste care trec printr-un anumit punct într-o secundă reprezintă frecvenţa undei. O undă - ori ciclu - pe secundă, poartă numele de Hertz. Undele electromagnetice lungi, cum ar fi undele radio, au cea mai mică frecvenţă şi transportă mai puţină energie. Prin adăugarea de energie creşte frecvenţa undei, lungimea de undă devenind mai mică. Radiaţia gama constă din undele cu cele mai scurte lungimi de undă, având aşadar cea mai mare energie din cadrul spectrului electromagnetic.
Aşadar, când priviţi ceva la televizor, nu doar undele din zona vizibilă a spectrului, venite dinspre televizor, ajung la nivelul ochilor dumneavoastră. Veniți în contact și cu undele radio transmise de o staţie din apropiere, dar şi cu microundele care poartă prin atmosferă convorbirile purtate prin intermediul rețelelor de telefonie mobilă şi mesajele text de tip SMS, cu undele provenind de la reţeaua wireless a vecinului, cât şi cu cele provenind de la dispozitivele GPS ale maşinilor care trec prin apropiere. O veritabilă „supă" electromagnetică constând din unde din întreg spectrul trece prin camera ta chiar în acest moment!
Cu toate aceste unde mereu de jur împrejurul tău, cum e oare posibil să urmăreşti emisiunea TV preferată? La fel cum potrivim radioul pe frecvenţa unui anumit post, ochii noştri sunt „reglați” prin naștere pentru a recepţiona o regiune specifică a spectrului, spectrul vizibil putând detecta energie electromagnetică cu lungimi de undă cuprinse între 400 şi 700 nanometri. Obiectele ne apar ca fiind colorate deoarece undele electromagnetice interacţionează cu moleculele lor. Unele lungimi de undă din zona vizibilă sunt reflectate, iar altele sunt absorbite de către corpuri.
O frunză are culoarea verde deoarece undele electromagnetice interacţionează cu moleculele de clorofilă. Undele cu lungimi cuprinse între 492 şi 577 nanometri sunt reflectate iar ochii noştri interpretează acest lucru drept culoarea verde caracteristică frunzei. Ochii noştri văd frunza de culoare verde, dar nu ne pot spune nimic despre modul în care frunza reflectă radiaţia ultravioletă, microundele ori radiaţia în infraroşu.
Pentru a afla mai multe detalii despre tot ceea ce ne înconjoară, oamenii de ştiinţă şi inginerii au născocit modalităţi diverse care ne permit să "vedem" dincolo de această felie subţire a spectrului pe care o numim zona vizibilă. Informaţii cu privire la lungimi de undă diverse îi ajută pe oamenii de ştiinţă să studieze tot soiul de fenomene uimitoare pe Terra, de la modificările sezoniere până la diverse habitate.
Totul în jurul nostru emite, reflectă şi absoarbe radiaţie electromagnetică în mod diferit, în funcţie de compoziţia chimică proprie. Un grafic care înfăţişează aceste interacţiuni de-a lungul unei regiuni a spectrului electromagnetic poartă numele de semnătură spectrală. Modele caracteristice, veritabile amprente digitale în cadrul spectrului, le permit astronomilor să identifice compoziţia chimică a obiectelor şi să determine proprietăţi fizice precum temperatura şi densitatea. Telescopul spaţial Spitzer al NASA a "observat" astfel prezenţa apei şi moleculelor organice într-o galaxie aflată la 3.2 miliarde de ani-lumină depărtare. Studierea Soarelui la diverse lungimi de undă cu ajutorul satelitului SOHO le permite oamenilor de ştiinţă să investigheze şi să înţeleagă petele solare asociate furtunilor şi erupţiilor solare nocive pentru sateliţi, astronauţi şi telecomunicaţiile terestre.
Învăţăm încontinuu lucruri noi despre lume şi Univers valorificând informaţiile unice conţinute în diferite unde electromagnetice răspândite de-a lungul întregului spectru.
Spectrul electromagnetic - (2) - Undele radio
_______
Notă: articolul de mai sus reprezintă adaptarea textului folosit în film.
Traducerea şi adaptarea: Scientia.ro.
Credit: Mission:Science, NASA.
