Radiação Eletromagnética

O que é Radiação Eletromagnética? A radiação eletromagnética é uma forma de energia que está ao nosso redor e assume muitas formas, como ondas de rádio, microondas, raios X e raios gama.

A luz solar também é uma forma de energia magnética, mas a luz visível é apenas uma pequena porção do espectro dela, que contém uma ampla gama de comprimentos de onda eletromagnética.

Teoria eletromagnética

Eletricidade e magnetismo já foram pensados ​​como forças separadas. No entanto, em 1873, o físico escocês James Clerk Maxwell desenvolveu uma teoria unificada do electromagnetismo.

O estudo do eletromagnetismo lida com o modo como as partículas eletricamente carregadas interagem umas com as outras e com os campos magnéticos.

Existem quatro interações eletromagnéticas principais:

• A força de atração ou repulsão entre cargas elétricas é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
• Pólos magnéticos vêm em pares que se atraem e se repelem, assim como as cargas elétricas.
• Uma corrente elétrica em um fio produz um campo magnético cuja direção depende da direção da corrente.
• Um campo elétrico em movimento produz um campo magnético e vice-versa.

Maxwell também desenvolveu um conjunto de fórmulas, chamado de equações de Maxwell, para descrever esses fenômenos.

Ondas e campos

A radiação eletromagnética é criada quando uma partícula atômica, como um elétron, é acelerada por um campo elétrico, fazendo com que ela se mova. O movimento produz campos elétricos e magnéticos oscilantes, que viajam perpendicularmente entre si em um feixe de energia luminosa chamado de fóton.

Os fótons viajam em ondas harmônicas na velocidade mais rápida possível no universo: 299.792.458 metros por segundo no vácuo, também conhecido como velocidade da luz. As ondas têm certas características, dadas como frequência, comprimento de onda ou energia.

Um comprimento de onda é a distância entre dois picos consecutivos de uma onda. Esta distância é dada em metros (m) ou frações dos mesmos. Frequência é o número de ondas que se formam em um determinado período de tempo. Geralmente é medido como o número de ciclos de onda por segundo, ou hertz (Hz).

Um comprimento de onda curto significa que a frequência será maior porque um ciclo pode passar em um curto período de tempo. Da mesma forma, um comprimento de onda maior tem uma frequência menor porque cada ciclo leva mais tempo para ser concluído.

Espectro eletromagnético

A radiação eletromagnética abrange uma enorme gama de comprimentos de onda e frequências. Este intervalo é conhecido como o espectro eletromagnético. O espectro eletromagnético é geralmente dividido em sete regiões, em ordem decrescente de comprimento de onda e aumento de energia e frequência.

As designações comuns são: ondas de rádio, microondas, infravermelho (IR), luz visível, ultravioleta (UV), raios-X e raios gama. Normalmente, radiação de baixa energia, como ondas de rádio, é expressa como frequência; microondas, infravermelho, luz visível e UV são geralmente expressos como comprimento de onda; e radiação de energias mais alta, como raios X e raios gama, é expressa por fóton.

Ondas de rádio

As ondas de rádio estão na faixa mais baixa do espectro eletromagnético, com frequências de até 30 bilhões de hertz, ou 30 gigahertz (GHz), e comprimentos de onda maiores que 10 milímetros (0,4 polegadas). O rádio é usado principalmente para comunicações, incluindo mídia de voz, dados e entretenimento.

Microondas

As microondas caem na faixa do espectro entre o rádio e o IR. Elas têm frequências de cerca de 3 GHz a cerca de 30 trilhões de hertz, ou 30 terahertz (THz), e comprimentos de onda de cerca de 10 mm (0,4 polegadas) a 100 micrômetros (μm) ou 0,004 polegadas.

As microondas são usadas para comunicações de alta largura de banda, radares e como fonte de calor para fornos de microondas e aplicações industriais.

Infravermelho

O infravermelho está na faixa do espectro EM entre as microondas e a luz visível. O IR tem frequências de cerca de 30 THz a cerca de 400 THz e comprimentos de onda de cerca de 100 μm (0,004 polegadas) a 740 nanômetros (nm), ou 0,00003 polegadas.

A luz infravermelha é invisível aos olhos humanos, mas podemos senti-la como calor, se a intensidade for suficiente.

Luz visível

A luz visível é encontrada no meio do espectro eletromagnético, entre o IR e a luz UV. Tem frequências de cerca de 400 THz a 800 THz e comprimentos de onda de cerca de 740 nm (0,00003 polegadas) a 380 nm (.000015 polegadas).

Mais geralmente, a luz visível é definida como os comprimentos de onda visíveis para a maioria dos olhos humanos.

Ultravioleta

A luz ultravioleta está na faixa do espectro entre a luz visível e os raios X. A luz UV é um componente da luz solar; no entanto, é invisível ao olho humano. Tem inúmeras aplicações médicas e industriais, mas pode danificar tecidos vivos.

Raios-X

Os raios X são, em grosso modo, classificados em dois tipos: raios-X moles e raios X duros. A única diferença entre os raios-x e os raios gama é sua fonte: os raios X são produzidos pela aceleração dos elétrons, enquanto os raios gama são produzidos pelos núcleos atômicos.

Raios gama

Os raios gama estão na faixa do espectro acima dos raios-X moles. A radiação gama causa danos ao tecido vivo, o que o torna útil para matar células cancerosas quando aplicado em doses cuidadosamente medidas em pequenas regiões. A exposição descontrolada, no entanto, é extremamente perigosa para os seres humanos.