O que é o espectro eletromagnético e como ele é organizado?

A luz é uma onda, mas é só um membro de uma família muito maior. Todos os membros são ondas eletromagnéticas: oscilações de campos elétricos e magnéticos que transportam energia. São ondas transversais, não precisam de meio para se propagar e, no vácuo, todas viajam com a mesma velocidade, a velocidade da luz: cerca de 3,0 × 10⁸ m/s (300 mil km por segundo). É assim que a luz e o calor do Sol atravessam o espaço vazio até nós.

As ondas diferem no comprimento de onda (a distância entre duas cristas) e na frequência (quantas ondas passam por um ponto a cada segundo, em hertz, Hz). Ao longo do espectro, o comprimento de onda diminui, a frequência aumenta e cada pacotinho de energia (fóton) carrega mais energia. Em ordem crescente de frequência:

ondas de rádio → micro-ondas → infravermelho → luz visível → ultravioleta → raios X → raios gama

Um jeito de decorar: "Rato Magro Ia Ver Um Xadrez Gigante". Dentro da luz visível, o vermelho tem o maior comprimento de onda e o violeta o menor (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta).

Velocidade, frequência e comprimento de onda se ligam pela equação fundamental da ondulatória:

velocidade = frequência × comprimento de onda, v = λ × f

Como a velocidade é fixa, frequência maior sempre significa comprimento de onda menor. Esses números são enormes ou minúsculos, então usamos notação científica e prefixos: kHz = 10³ Hz, MHz = 10⁶ Hz, GHz = 10⁹ Hz e nm = 10⁻⁹ m.

É perigoso? Depende da frequência. Ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho e luz visível são não ionizantes: não conseguem arrancar elétrons dos átomos. O principal efeito conhecido de micro-ondas ou infravermelho intensos é o aquecimento, e celulares e wi-fi emitem com baixa potência. O ultravioleta pode danificar as células da pele e os olhos; por isso usamos protetor solar. Sua parte de frequência mais alta já é fracamente ionizante. Raios X e gama são ionizantes: podem danificar o DNA, então as doses são mantidas o mais baixas possível e os profissionais usam proteção.

O espectro foi montado ao longo de cerca de um século. William Herschel descobriu o infravermelho em 1800 com um termômetro colocado além do vermelho; Johann Ritter, o ultravioleta em 1801; James Clerk Maxwell previu as ondas eletromagnéticas nos anos 1860; Heinrich Hertz produziu ondas de rádio em 1887; Wilhelm Röntgen descobriu os raios X em 1895; e Paul Villard identificou em 1900 os raios gama, vindos da radioatividade.

O que é o espectro eletromagnético, em resumo?#

É a faixa completa das ondas eletromagnéticas, organizada por frequência ou comprimento de onda: rádio, micro-ondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X e gama. Todas são a mesma coisa física, só com frequências diferentes.

Como o espectro eletromagnético é dividido?#

Em sete faixas, da menor para a maior frequência: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama. As fronteiras entre as faixas não são exatas, e algumas se sobrepõem.

Quais são as fontes das radiações eletromagnéticas?#

Cargas elétricas que oscilam ou mudam de energia: antenas produzem ondas de rádio, corpos quentes emitem infravermelho, o Sol e as lâmpadas emitem luz e ultravioleta, tubos de raios X produzem raios X e núcleos atômicos instáveis emitem raios gama.

Qual é a relação entre o espectro eletromagnético e a luz visível?#

A luz visível é uma pequena parte do espectro, de cerca de 400 nm (violeta) a 700 nm (vermelho), a única que nossos olhos enxergam. Um prisma separa essa luz nas cores do arco-íris.

Para que serve o espectro eletromagnético?#

Quase toda a comunicação (rádio, TV, celular, wi-fi), boa parte da medicina (radiografia, radioterapia) e a astronomia dependem dele. Telescópios de rádio, infravermelho e raios X mostram partes do Universo que os olhos não veem.

Como desenhar o espectro eletromagnético?#

Desenhe uma faixa horizontal dividida em sete partes, de rádio (à esquerda) a gama (à direita). Por cima, desenhe uma onda que vai ficando mais apertada da esquerda para a direita e escreva "frequência e energia aumentam →" e "← comprimento de onda aumenta". Destaque a faixa visível com as cores do arco-íris, do vermelho ao violeta.