O que é espectro eletromagnético?

O espectro eletromagnético é um padrão de exibição de todas as radiações visíveis e não visíveis, de acordo com a sua frequência ou comprimento. A partir da sua distribuição, é possível caracterizar ondas eletromagnéticas desde os raios gama, de frequências elevadíssimas, até as ondas de rádio, que varrem toda a superfície de nosso planeta. Como toda onda, é possível definir sua energia ou tipo por meio da relação inversamente proporcional entre a frequência e período. A organização das radiações conhecidas por intermédio do espectro eletromagnético permite classificar e organizar de forma prática e intuitiva as ondas de acordo com suas frequências emissoras.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre espectro eletromagnético
• 2 - Quais os tipos de ondas do espectro eletromagnético?
• 3 - Frequência e comprimento das ondas eletromagnéticas
• 4 - Para que serve o espectro eletromagnético?

Resumo sobre espectro eletromagnético

• O espectro eletromagnético abrange todas as radiações eletromagnéticas visíveis e não visíveis.
• A frequência e o comprimento das ondas eletromagnéticas são grandezas inversamente proporcionais.
• O espectro eletromagnético é uma forma prática de organizar os distintos tipos de radiação.

Quais os tipos de ondas do espectro eletromagnético?

Ondas eletromagnéticas são provenientes da combinação de campos elétricos e magnéticos, e seu tipo depende de qual região de espectro eletromagnético a onda se encontra, baseado na sua frequência de emissão.

A frequência de uma onda depende exclusivamente de sua fonte emissora. Logo, o tipo de onda eletromagnética a ser organizado no espectro eletromagnético também é uma forma de catalogar diferentes meios de emissão de radiação.

a) Ondas de rádio: utilizadas em comunicação, radio difusão, radares e transmissão de imagens para TVs. Possui comprimento entre 10³ e 10^-3 metros.

b) Micro-ondas: utilizadas para sistemas específicos de radares, satélites e em fornos emissores dentro das cozinhas. Possui comprimento entre 10^-6 e 10^-6 metros.

c) Infravermelho: radiação emitida por corpos por conta da sua temperatura. Usada em dispositivos de detecção noturna, termografia e comunicação via fibra óptica. Possui comprimento entre 10^-6 e 7 x 10^-7 metros.

d) Luz visível: faixa das ondas eletromagnéticas detectadas pela visão humana. Pode ser emitida na cor branca, quando concentra todas as cores, mas também pode apresentar cores específicas a depender de sua frequência. Possui comprimento entre 7 x 10^-7 e 4 x 10^-7 metros.

e) Ultravioleta: radiação proveniente do Sol, capaz de causar queimaduras em longa exposição. É usada também em tratamento de doenças de pele em doses controladas. Apesar de causar problemas em doses prolongadas, não é uma radiação ionizante. Possui comprimento entre 4 x 10^-7 e 10^-9 metros.

f) Raios X: radiação proveniente de emissões nucleares, com poder ionizante. Usada para radiografias e tomografias computadorizadas. Possui comprimento entre 10^-9 e 10^-12 metros.

g) Raios gama: radiação proveniente de emissões nucleares, com alto poder ionizante e de penetração. Usada para tratamentos específicos contra câncer e esterilização de equipamentos médicos.

Frequência e comprimento das ondas eletromagnéticas

Sabendo que toda onda eletromagnética é produto de uma fonte emissora capaz de criar variações em campos elétricos e magnéticos, a forma mais intuitiva de classificar o tipo de onda gerado é por meio de duas características inerentes de toda radiação: o comprimento e a frequência.

A frequência de uma onda eletromagnética está associada diretamente com a energia propagada por ela. Seu valor representa o número de frentes de ondas capaz de interagir (ou serem produzidas) a cada unidade de tempo. Ondas com poder ionizante (de interagir com a estrutura molecular da matéria), como os raios gama, possuem um valor elevado em sua frequência em comparação com ondas que estão presentes na superfície do planeta, como ondas de rádio ou a própria luz visível.

O comprimento de uma onda eletromagnética é o tamanho de uma onda completa, o que compreende a emissão de uma crista e um vale. Quanto maior o comprimento de onda, maior uma unidade de tempo conhecida como período, que corresponde ao tempo necessário para formar uma onda.

Dessa forma, o comprimento de onda é uma grandeza proporcionalmente inversa à frequência. Quanto maior uma onda, menos energia ela transporta em uma unidade de tempo.

Para que serve o espectro eletromagnético?

Além de permitir classificar e estudar os diferentes tipos de ondas e radiações presentes na natureza, o espectro eletromagnético é de grande utilidade para:

a) identificar os diferentes tipos de radiação e criar uma rápida associação com seus valores de frequência e comprimento de onda;

b) estudar as propriedades e interações da matéria com os diversos tipos de radiação;

c) auxiliar na implementação de novas tecnologias de comunicação, medicina e demais áreas.

d) fundamental para identificar distintos tipos de radiação provenientes do espaço e detectados por satélites e sondas, permitindo compreender melhor a composição e estrutura do universo.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009 vol 3.

HEWITT, P. G. Física conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.

MACHADO, Kleber Daum. Teoria do Eletromagnetismo. Volume I, Ed. UEPG, Ponta Grossa.