הספקטרום האלקטרומגנטי

הספקטרום האלקטרומגנטי – אורך הגל מול התדירות

הספקטרום האלקטרומגנטי, כפי שמבוטא באורך ובתדירות הגל האלקטרומגנטי, טמפרטורה, יכולת כניסה באטמוספירת כדור הארץ, ובגודל חפץ פיזי לשם השוואה. גדלים שונים ביחס להספקטרום האלקטרומגנטי: ננומטר, מטר, מילימטר. סנטימטר הוא טווח קרינת מיקרו. קרינת גמא מהווה את הגלים בקצה הימני של הספקטרום

ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית, ומקורות הקרנה אפשריים לקרינות אלו

הספקטרום האלקטרומגנטי הוא אוסף כל הגלים האלקטרומגנטיים בכל התדרים האפשריים.

הספקטרום של גופים שונים מכיל מידע פיזיקלי אודותיהם: לדוגמה, באור הכוכבים יש מידע רב על הרכבם, טמפרטורת פני השטח, מהירותם ועוד. תחומים שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי משמשים בתחומים רבים, בהם תקשורת מידע (טלפונים חוטיים, אלחוטיים וסלולריים, העברת מידע בסיבים אופטיים, תקשורת לוויינית ועוד), רפואה (מדידת חום גוף, מדידת לחץ דם, אבחון לא פולשני ועוד) בתחומי מדע שונים נעשים שימושים רבים נוספים לתחומים שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי. תחום הפיזיקה שעוסק בספקטרום האלקטרומגנטי הוא האלקטרומגנטיות.

חלוקת הספקטרום

חלוקת הספקטרום לטווחים שונים שונה במקצת בין הגופים המגדירים ותחומי השימוש. נהוג לחלק את הספקטרום האלקטרומגנטי למספר חלקים, כאשר גבולות החלוקה אינם חדים ועשוים להשתנות מעט:

• גלי רדיו, בעלי תדירות נמוכה (מתחת ל-300 מגהרץ) ואורך גל אופייני של כמטר ומעלה. גלי רדיו משמשים בעיקר לתקשורת קולית בשידורי רדיו וטלפונים אלחוטיים.
• גלי מיקרו, שתדירותם גבוהה יותר ולהם אורך גל אופייני של מספר סנטימטרים. בתנור מיקרוגל נעשה שימוש בגלים שאורכם 12.24 סנטימטר.
• קרינה תת-אדומה, בעלת אורך גל אופייני של מיקרומטר. בתחום זה קורן הגוף האנושי.
• אור נראה, בעל אורך גל אופייני של מאות ננומטרים. תחום זה מכיל את צבעי היסוד אותם בני האדם מסוגלים לראות.
• קרינה אולטרה סגולה, בעלת אורך גל אופייני של עשרות בודדות של ננומטרים. שכבת האוזון של כדור הארץ חוסמת את מרבית הקרינה האולטרה סגולה הנפלטת מן השמש, אך המעט שחודר עלול לגרום לנזק לעור ולעיניים בחשיפה מרובה לאור שמש.
• קרינת רנטגן (הנקראת גם קרינת X Ray), בעלת אורך גל אופייני של אנגסטרומים בודדים. לקרינת רנטגן שימושים רבים ברפואה והנדסה הודות ליכולתה לעבור דרך חומרים שהאור הנראה לא מסוגל לחדור דרכם.
• קרני הגמא, בעלות התדירות הגבוהה ביותר ואורך גל אופייני של מאיות אנגסטרום. קרינה זו נחשבת למסוכנת ביותר בגלל יכולתה ליצור פגמים ב-DNA של יצורים חיים.

כל סוגי הקרינה האלקטרומגנטית הם אותם גלים הנבדלים זה מזה בתדירות או באורך הגל בלבד. מהירות האור קושרת בין התדירות לאורך הגל על סמך הנוסחה: $\lambda ={\frac {c}{\nu }}$ כאשר ${\nu }\,$ היא התדירות, $c\,\!$ מסמל את מהירות האור בריק ו-$\lambda \,\!$ מסמלת את אורך הגל. האנרגיה של פוטון נקבעת על ידי תדירותו, או אורך הגל של הפוטון, על פי הנוסחה: $E=h{\nu }\,$ כאשר, $h\,\!$ הוא קבוע פלאנק ו-$E\,\!$ היא האנרגיה של פוטון בודד.

קישורים חיצוניים

• Tour of the Electromagnetic Spectrum, באתר נאס"א
• הספקטרום האלקטרומגנטי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)