Elektromagnetické spektrum

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Další významy jsou uvedeny na Spektrum (rozcestník).

Elektromagnetické spektrum (někdy zvané Maxwellova duha) zahrnuje elektromagnetické záření všech možných vlnových délek. Elektromagnetické záření o vlnové délce λ (ve vakuu) má frekvenci f a jemu připisovaný foton má energii E. Vztah mezi nimi vyjadřují následující rovnice:

a

,

kde c je rychlost světla (3×10⁸ m/s) a h = 6.6252 × 10⁻³⁴ J·s = 4.1 μeV/GHz je Planckova konstanta.

Obsah 1 Dělení 1.1 Radiové vlny 1.1.1 Extrémně dlouhé vlny 1.1.2 Velmi dlouhé vlny (VDV) 1.1.3 Dlouhé vlny (DV) 1.1.4 Střední vlny (SV) 1.1.5 Krátké vlny (KV) 1.1.6 Velmi krátké vlny (VKV) 1.1.7 Ultra krátké vlny (UKV) 1.1.8 Super krátké vlny (SKV) 1.1.9 Extrémně krátké vlny (EKV) 1.2 Mikrovlny 1.3 Infračervené záření 1.4 Viditelné světlo 1.5 Ultrafialové záření 1.6 Rentgenové záření 1.7 Gama záření 2 Spektrum záření při interakci s látkou 3 Související články 4 Externí odkazy

[editovat] Dělení

Přestože je dělení celkově přesné, může občas dojít k překryvům sousedních typů. Například některé záření gama může mít delší vlnovou délku než některé rentgenové záření. To je možné proto, že záření gama je jméno pro fotony vzniklé při jaderném štěpení a jiných jaderných a procesech, zatímco rentgenové záření vzniká jako brzdné záření či charakteristické záření elektronu. Překryv tu tedy nastává proto, že paprsky určujeme dle původu a nikoli dle frekvence.

[editovat] Radiové vlny

Radiové vlny jsou vyzařovány anténami jejichž délka je úměrná délce nosné vlny, takže jejich rozměry jsou v rozmezí milimetrů až stovek metrů; radiové vlny končí v vzdálené IR oblasti (max. 300GHz). Užívají se pro rozličné přenosy informací pomocí služeb jako jsou rádiové vysílání, televize, mobilní telefony, amatérské rádiové přenosy a mnoho dalších. Pro přenos informace se využívají analogové a digitální modulace.

Radiové vlny se dále dělí na:

[editovat] Extrémně dlouhé vlny

Anglicky Extremely low frequency (ELF), o frekvencích 3 až 3000 Hz.

[editovat] Velmi dlouhé vlny (VDV)

Anglicky Very low frequency (VLF), o frekvencích 3 až 30 kHz. Námořní a letecká navigace, meteorologické služby.

[editovat] Dlouhé vlny (DV)

Anglicky Low frequency (LF). mají frekvence 30 až 300 kHz. Použití pro rozhlasové dlouhé vlny, radiokomunikace, meteorologické služby.

[editovat] Střední vlny (SV)

Anglicky Medium Wave (MW), někdy také zkratka AM (z anglického Amplitude Modulation), která nepopisuje vlnovou délku, ale vztahuje se ke způsobu modulace signálu používaného při přenosu rozhlasového vysílání. SV mají frekvence 0,3 - 3 MHz a běžně se používají k přenosu rozhlasového vysílání (SV), radionavigaci a komunikaci na malé a střední vzdálenosti.

[editovat] Krátké vlny (KV)

Anglicky High Frequency (HF), o frekvencích 3 - 30 MHz. Radiokomunikace na střední a velké vzdálenosti, rozhlasové krátké vlny, amatérská pásma.

[editovat] Velmi krátké vlny (VKV)

Anglicky Very High Frequency (VHF), o frekvencích 30 - 300 MHz. Na těchto vlnách se vysílá frekvenčně modulované rozhlasové vysílání (FM) a některé televizní kanály (I., II. a III. tel. pásmo).

[editovat] Ultra krátké vlny (UKV)

Anglicky Ultra High Frequency (UHF), o frekvencích 0,3 - 3 GHz. Vysílají se na nich další televizní kanály (IV. a V. pásmo) a digitální televize.

[editovat] Super krátké vlny (SKV)

Anglicky super high frequency (SHF). Frekvence 3 až 30 GHz. Radiolokace, radioreléové spoje, telekomunikace, satelitní spojení,.

[editovat] Extrémně krátké vlny (EKV)

Anglicky extremely high frequency (EHF). Frekvence 30 až 300 GHz. Přistávací a říční radiolokátory, letecké výškoměry, radary.

[editovat] Mikrovlny

Mikrovlny o frekvencích 3 – 300 GHz dělíme na SHF (3-30 GHz) a EHF (30-300 GHz). Mikrovlny jsou absorbovány molekulami tekutin, jež mají dipólový moment, zvláště vody; toho se využívá k ohřívání v mikrovlnné troubě. Mikrovlny se rovněž využívají pro bezdrátovou komunikaci zvanou Wi-Fi.

[editovat] Infračervené záření

Infračervené záření pokrývá frekvence 300 GHz až 400 THz. Dále se dělí na blízkou IČ (near-IR), střední IČ (mid-IR), dalekou IČ (far- IR).

[editovat] Viditelné světlo

Barva	Vlnová délka	Frekvence
červená	~ 625 až 740 nm	~ 480 až 405 THz
oranžová	~ 590 až 625 nm	~ 510 až 480 THz
žlutá	~ 565 až 590 nm	~ 530 až 510 THz
zelená	~ 520 až 565 nm	~ 580 až 530 THz
azurová	~ 500 až 520 nm	~ 600 až 580 THz
modrá	~ 430 až 500 nm	~ 700 až 600 THz
fialová	~ 380 až 430 nm	~ 790 až 700 THz

Viditelné světlo o vlnových délkách 400 - 800 nm je světlo, na které je citlivé lidské oko. Viditelné světlo a blízké infračervené záření je absorbováno a emitováno elektrony v atomech a molekulách, když přecházejí mezi energetickými hladinami.

Tato část elektromagnetického spektra se také označuje jako světelné spektrum. Jednotlivé barvy, vyskytující se ve světelném spektru se nazývají spektrálními barvami a odpovídají jim určité intervaly vlnových délek elektromagnetického záření.

[editovat] Ultrafialové záření

Dále následuje ultrafialové záření (UV) o vlnových délkách 400 – 10 nm a frekvenci 10¹⁵ - 10¹⁷Hz. Fotony tohoto záření mají vysokou energii a mohou proto ničit chemické vazby. Například chlor za běžných podmínek nereaguje s alkany. Po osvícení UV začne rychle reagovat, protože UV záření zničí vazbu a Cl₂ se rozpadne na extrémně reaktivní samostatné atomy. Ty pak reagují i s jinak víceméně inertními alkany. Fotony UV záření mohou také poškodit DNA, což může způsobit jak odumření buňky, tak i její nekontrolovanou reprodukci -rakovinu.

[editovat] Rentgenové záření

Dále následuje rentgenové záření o vlnových délkách 10 – 0,1 nm a frekvenci 10¹⁷- 10²⁰ Hz. Používá se pro dívání se přes některé materiály, rovněž tak v astronomii. Černé díry a neutronové hvězdy emitují rentgenové záření, což umožňuje jejich studium.

[editovat] Gama záření

Záření gama vznikající při radioaktivních a jiných jaderných a subjaderných dějích (jako je například anihilace). Název vychází ze značení ionizujícího záření (ostatní druhy ionizujícího záření nejsou elektromagnetické povahy). Využívá se v neurochirurgie v přístroji Leksellův gama nůž.

[editovat] Spektrum záření při interakci s látkou

Při interakci elektromagnetického záření s látkou (při průchodu nebo odrazu) může dojít k pohlcení některých částí elektromagnetického spektra. Obdobně je možné (a časté), že určitý druh látky vyzařuje pouze určité části elektromagnetického spektra.

Spektrum obsahující vlnové délky v určitém rozsahu se označuje jako spojité spektrum. Příklad spojitého spektra lze získat rozkladem bílého světla. Rozkladem spojitého spektra získáme souvislý pás spektrálních barev.

Spektra atomů plynů často obsahují pouze sadu ostrých čar, mezi kterými se nachází tmavé (neosvětlené) pásy. Taková spektra se označují jako čárová. Jednotlivé části čárového spektra získané jeho rozkladem se nazývají spektrální čáry. Spektrální čáry lze pozorovat při přechodech mezi energetickými hladinami atomů.

Pokud spektrum obsahuje sadu širších pruhů, hovoří se o pásovém spektru. Pásy jsou tvořeny vzájemně se překrývajícími spektrálními čarami, které nelze vzájemně odlišit. Pásová spektra jsou obvykle pozorována u molekul.

Prvky v plynném stavu, zvláště jednoatomové, vytváří čárové spektrum. Plyny složené z molekul mají obvykle spektra pásová. Zdrojem spojitého spektra bývají žhavá pevná a kapalná tělesa.

Pokud záření vzniká v určité látce (např. v zahřáté kapalině), hovoří se o spektru emisním. Emisní spektra prvků a jednoduchých látek jsou obvykle tvořena sadou spektrálních čar na tmavém pozadí. Pokud pozorujeme spektrum, které vzniklo průchodem bílého světla určitou látkou, pak mluvíme o spektru absorpčním. Absorpční spektrum dané látky je vlastně doplňkem jejího emisního spektra. Tam, kde se u absorpčního čárového spektra nachází tmavé pruhy, jsou u emisního spektra stejné látky spektrální čáry a naopak.

Interakce spektra s látkou využívá spektroskopie.

[editovat] Související články

• Spektroskop
• Elektromagnetická spektroskopie
• Elektromagnetické záření

[editovat] Externí odkazy

• http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/discharge/index.html Pěkné obrázky spektra prvků
• http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html Podrobný soupis všech spektrálních čar