Back to chapter

7.2:

Elektromagnetisch Spectrum

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
The Electromagnetic Spectrum

Languages

Share

Het elektromagnetische spectrum is het bereik van frequenties en bijbehorende golflengten van elektromagnetische straling. Golflengte en frequentie zijn omgekeerd evenredig met elkaar;hoe langer de golflengte, hoe lager de frequentie. De energie van elektromagnetische straling is recht evenredig met de frequentie, zoals blijkt uit de vergelijking van Planck.De elektromagnetische golven met de hoogste energie hebben dus de kortste golflengten. Elektromagnetische golven worden gecategoriseerd als radiogolven, microgolven, infrarood, zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstralen of gammastralen, afhankelijk van hun frequenties en golflengten. Radiogolven, die worden gebruikt om signalen tussen communicatiesystemen te verzenden, hebben de langste golflengten, de laagste frequenties en de minste hoeveelheid energie.Microgolven hebben de volgende langste golflengten. Hun toepassingen variëren van radarsystemen tot het thuis verwarmen van voedsel. De volgende is infraroodstraling, die een aanzienlijk deel is van de warmtestraling die wordt uitgezonden door warme objecten.De aarde absorbeert bijvoorbeeld infraroodstraling die als onderdeel van de stralingsenergie die door de zon wordt uitgezonden, en zendt zelf infraroodstraling de ruimte in. De golflengten van zichtbaar licht zijn nog korter, variërend van 740 tot 390 nanometer. Rood licht heeft de langste golflengten en violet heeft de kortste.Menselijke ogen reageren alleen op dit smalle golflengtebereik. Ultraviolette straling heeft nog kortere golflengten. Zonlicht is de meest bekende bron van ultraviolette straling, die voldoende energie heeft om overmatige blootstelling zonnebrand te veroorzaken en huidkanker te veroorzaken.Röntgenstralen en gammastralen hebben de kortste golflengten en zijn de meest energetische vormen van elektromagnetische straling. Röntgenstralen kunnen veel stoffen passeren, maar ze gaan niet gemakkelijk door botten. Dit maakt ze een belangrijk beeldvormend instrument.Gammastralen zijn vooral bekend omdat ze vrijkomen tijdens de vervalketens van bepaalde radioactieve elementen. Hoewel er geen universeel onderscheid is tussen gamma-en röntgenstraling, wordt van gammastraling doorgaans aangenomen dat ze de kortste golflengten, hoogste frequenties en hoogste energieën hebben.

7.2:

Elektromagnetisch Spectrum

The electromagnetic spectrum consists of all the types of electromagnetic radiation arranged according to their frequency and wavelength. Each of the various colors of visible light has specific frequencies and wavelengths associated with them, and you can see that visible light makes up only a small portion of the electromagnetic spectrum. Because the technologies developed to work in various parts of the electromagnetic spectrum are different, for reasons of convenience and historical legacies, different units are typically used for different parts of the spectrum. For example, radio waves are usually specified as frequencies (typically in units of MHz), while the visible region is usually specified in wavelengths (typically in units of nm or angstroms). 

Eq1
Figure 1: Portions of the electromagnetic spectrum are shown in order of increasing frequency and decreasing wavelength.

The types of electromagnetic waves are radio waves, microwaves, ultraviolet, visible, infrared, x-rays, and gamma rays.

Radio waves have the longest wavelengths, the lowest frequencies, and carry the least amount of energy. They are used in cell phone technology, radio and television broadcasts, air-traffic control, etc.

Microwaves have shorter wavelengths as compared to the radio waves. They are absorbed by water and are used to heat and cook food. 

Next is infrared radiation, which is emitted by warm objects. For example, the Earth absorbs radiant energy from the sun and emits infrared radiation. Some of the infrared radiation is absorbed and re-emitted by the atmosphere to maintain the average temperature of the Earth through the greenhouse effect. Night vision goggles sense the infrared radiations emitted by our bodies.

Visible light is only a tiny portion of electromagnetic radiations ranging from 740 to 390 nm.  Human eyes can only see this small range of wavelengths. Visible light mainly consists of seven color components, including red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet. 

Ultraviolet radiation has wavelengths ranging from 400 to 10 nm. Sunlight is the most familiar source of UV radiation. It carries enough energy that, with excessive exposure, it causes sunburns.

X-rays can pass through many substances, making them an important imaging tool. Dentists use x-rays for diagnostic purposes, and airport security uses them to visualize components in a suitcase.

Gamma rays have smaller wavelengths, high frequencies, and energies. Gamma rays are released by nuclear reactions and naturally occurring radioactive elements.

X-rays and gamma rays are the most energetic forms of electromagnetic radiation. Their high energies can ionize atoms and molecules. The ionizing radiation can cause permanent change or damage to biological molecules. They are used to destroy cancer cells.    

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 6.1: Electromagnetic Energy.