Ondas e mais ondas …
O espectro electromagnético reúne todas as ondas electromagnéticas que se conhecem, sendo que
a única característica comum a todas essas ondas, é que se as consideramos no vácuo ou vazio todas elas
se movem á mesma velocidade (aproximadamente 3x108 m/s = 300 000 km/s), geralmente este valor de
velocidade de propagação é representado por c . Ou seja todas as ondas electromagnéticas tem uma
velocidade de propagação no vazio que é igual a c. As diferentes ondas electromagnéticas que fazem parte
do espectro electromagnético, diferem entre si no valor de frequência , cuja unidade de medida é o Hertz
( Hz), e no valor do seu comprimento de onda .Cada uma destas grandezas, está relacionada com a
energia que cada uma dessas ondas transporta . Para qualquer onda electromagnética a sua energia é
directamente proporcional á sua frequência , quer dizer quanto maior for a frequência de uma onda,
maior será a energia que ela transporta. No entanto, a energia de cada onda electromagnética é
inversamente proporcional ao seu comprimento de onda , ou seja, quanto maior for o comprimento de
onda, menor será a energia transportada pela onda.
Resumidamente, e de uma forma simplificada, poderemos considerar que o espectro
electromagnético está dividido em três partes. Uma primeira parte que reúne as ondas que são mais
energéticas que as ondas visíveis, tais como os raios gama, os raios X e os raios ultravioleta. Na segunda
parte, temos o conjunto de ondas electromagnéticas visíveis. Esta parte do espectro é assim designado
pois reúne um tipo de ondas que é captada pelos nossos olhos, pois todas as outras ondas do espectro são nos invisíveis, quer dizer, só conseguimos detectar a sua presença, utilizando receptores diferentes. As
ondas electromagnéticas que fazem parte do espectro visível são todas as ondas que são obtidas quando
fazemos a dispersão da luz branca no prisma ou quando esta ocorre na atmosfera e produz um arco-íris.
Na terceira parte temos as ondas que são menos energéticas que as ondas visíveis, nomeadamente, os
raios infravermelhos, as microondas, as ondas de rádio e televisão.
O facto de cada onda possuir uma frequência e um comprimento de onda, distinto de todas as
outras, confere-lhe a cada uma propriedades especiais. No caso das ondas visíveis corresponde a uma cor.
Quer dizer, se por exemplo, considerarmos uma onda com comprimento de onda 630 nm (6,30 x 10 -9 m),
ela apresentará uma cor vermelha, todavia esta será uma tonalidade de vermelho entre uma variedade de
tons de vermelho. Se seleccionarmos uma onda com um comprimento de onda de 450 nm (4,50 x 10-9m),
ela apresentará uma cor azul, a qual será uma tonalidade de azul diferente de todas as outras
tonalidades.
Já vimos que cada conjunto de ondas tem uma designação, iremos agora falar ainda que
sucintamente, na origem e nalgumas aplicações de cada tipo de ondas que fazem parte do espectro
electromagnético.
Raios gama
Este tipo de ondas é o que possui mais energia das que constituem o espectro, pois são as que têm maior
frequência. Possuem um elevado poder penetrante, ou seja conseguem penetrar e emergir de qualquer
material, por mais grosso que ele seja. Devido á elevada energia que transportam conseguem interagir
com as partículas que constituem os materiais, originando a emissão de electrões de elevada energia. Este
tipo de ondas é usado para fins terapêuticos, no entanto a sua grande desvantagem consiste em destruir
células benignas tal como destrói as malignas.
Este tipo de ondas é originado na cisão de alguns núcleos atómicos.
Raios X
Tem origem nos átomos quando estes são bombardeados com feixes de electrões.
Apresentam frequências inferiores ás dos raios gama no entanto possuem um razoável poder penetrante.
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O facto de a sua frequência ser menor que os raios gama, pelo que consequentemente, transportam
menos energia, faz com que possam ser utilizados no diagnóstico de muitas doenças. Pois este tipo de
ondas não interagem tão fortemente com as células do nosso organismo como os raios gama Ainda
assim, o seu poder penetrante é, em geral, tanto maior quanto menor for o comprimento de onda que
eles apresentam. No espaço exterior existem fontes de raios X, algumas estrelas emitem este tipo de
ondas, as quais não chegam a superfície do nosso planeta porque a atmosfera da Terra as absorve.
Raios ultravioletas
Este tipo de ondas é produzido pelos corpos incandescentes, por exemplo, as estrelas. A luz que o Sol
envia para a Terra uma boa parte é luz ultravioleta. Este tipo de ondas consegue reagir facilmente com
moléculas existentes na atmosfera terrestre originando diversas reacções químicas. Parte das ondas
ultravioletas é absorvida nas camadas superiores da atmosfera não atingindo a superfície do planeta,
nomeadamente na camada de ozono, no entanto algumas atinge a superfície do planeta. A exposição
controlada a este tipo de ondas tem efeitos benéficos pois desencadeia a produção de vitamina D
essencial para a fixação do cálcio nos ossos. Todavia, uma exposição excessiva à luz ultravioleta pode
ser prejudicial para a saúde, causando o cancro da pele. Este tipo de ondas também é usado na
esterilização de certos produtos já que as características deste tipo de ondas podem funcionar como
bactericida, destruindo bactérias e microrganismos que nos possam ser prejudiciais. As ondas
ultravioletas conseguem facilmente ser absorvidas por certos materiais (fluorescentes e fosforescentes),
as partículas que constituem esses materiais ao absorverem este tipo de ondas , ficam excitados , no
processo de dessexcitação emitem luz visível , a qual pode ser facilmente detectada pelos nossos olhos.
Este processo pode ser observado nos ponteiros de alguns relógios que contém pequenas quantidades
destas materiais , para serem visíveis às escuras. A diferença entre estes dois processos reside no tempo
durante o qual ocorrem sendo que o processo de fluorescência é mais rápido do que o processo de
fosforescência. Pelo facto, de causarem fluorescência e fosforescência, as ondas ultravioletas são
utilizadas na investigação criminal, nomeadamente na falsificação de documentos e notas.
Raios Infravermelhos
Este tipo de ondas aquece qualquer corpo onde incide. Todos os corpos pelo facto de estarem a uma
temperatura superior a 0 K( -273,15ºC) emitem luz infravermelha . Por exemplo, o nosso corpo pelo
facto de estar a uma temperatura constante de cerca de 36,5ºC (309,5 K), emite luz infravermelha.
Quando nos encontrarmos junto a uma lareira, recebemos luz infravermelha, por isso sentimo-nos
mais quentes. Este tipo de ondas é muito utilizado nos controlos remotos de aparelhos de TV, nas
portas automáticas. As ondas infravermelhas são essenciais para um fenómeno que tem permitido ao
longo dos milhões de anos de existência do nosso planeta, manter constante a temperatura à superfície.
– o chamado efeito de estufa.
O seu nome deriva do facto de tal fenómeno para além de ocorrer na atmosfera terrestre, ocorre
também em qualquer estufa. Dentro de uma estufa, as plantas absorvem energia proveniente do sol,
todavia, parte dessa energia é emitida posteriormente como luz infravermelha. Estas ondas tem um
fraco poder penetrante, isto é, não conseguem atravessar uma superfície de vidro, deste modo ao
embaterem no vidro são reflectidas, a energia que estas ondas transportam acaba, pois, por ficar no
interior da estufa, aquecendo-a. Este mesmo fenómeno ocorre na atmosfera, fazendo os gases como o
dióxido de carbono e o vapor da água o papel do vidro, na estufa. Estes gases vão absorver a luz
infravermelha que é metida pela Terra, posteriormente vão reenviá-la de volta á terra ficando assim
uma quantidade de energia inerentes a estas ondas impedida de sair para o espaço exterior, o que
provoca uma aumento da temperatura à superfície terrestre.
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Ao contrário do que se possa pensar, o efeito de estufa sempre existiu, deste que a atmosfera
adquiriu uma composição constante e tem sido ele que tem mantido a temperatura constante à
superfície do planeta
Pois é este fenómeno em conjunto com outros que permite manter o equilíbrio energético do
planeta, se assim não fosse, o planeta estaria constantemente a receber energia mas grande parte dela
iria constantemente sair, provocando grandes alterações de temperatura à superfície do planeta.
O que tem acontecido, nos últimos dois séculos é que a constituição da atmosfera tem sofrido
alteração, nomeadamente no aumento da concentração de gases que resultam da queima de
combustíveis fósseis (carvão e petróleo), tais como dióxido de carbono e vapor de água. Estes gases,
são responsáveis por intensificar este efeito, pois ao aumentar a sua concentração na atmosfera,
aumenta a quantidade de luz infravermelha que é por eles absorvida e consequentemente aumenta a
quantidade de luz infravermelha que é reenviada para a superfície da terra, o que tem provocado uma
alteração significativa na temperatura à sua superfície.
Este poder térmico dos raios infravermelhos é utilizado para obter imagens ou fotografar objectos no
escuro. Por exemplo para obter imagens das nuvens que circundam o planeta a partir dos satélites
que orbitam à volta da Terra. Este tipo de imagem é útil na previsão meteorológica.
Microondas e ondas de rádio
Estes tipos de ondas são obtidos a partir do movimento de electrões ao longo de fios. As microondas
são hoje utilizadas em telecomunicações e em radioastronomia para além do aquecimento de
alimentos. No aquecimento dos alimentos as microondas são absorvidas pelas moléculas de água que
os alimentos contêm, ao aumentar a agitação dessas moléculas ocorre um aumento de temperatura
dos alimentos. Quanto mais água, um alimento contiver, mais rápido é o seu aquecimento através
deste processo.
No forno microondas ao serem produzidas, estas ondas espalham-se por todo o forno pois são
reflectidas pelas paredes de metal do mesmo, inclusive pela parede que faz de porta, daí esta conter
uma rede metálica que impede que as microondas atravessem o vidro que constitui a mesma.
As ondas de rádio, são as ondas do espectro que possuem maior comprimento de onda são produzidas
por circuitos eléctricos e asseguram a maioria das telecomunicações quer para fins civis quer para
fins militares.
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