Elektromagnetski (EM) spektar

EM spektar jest raspon svih elektromagnetskih zračenja. EM spektar se proteže od zračenja ispod frekvencija koje koristi suvremeni radio (dugovalni kraj) do gama zračenja (kratkovalni kraj), pokrivajući valne duljine od nekoliko tisuća kilometara do djelića veličine atoma. Uobičajeno se kaže da su EM valovi izvan tih granica ekstremno rijetki. Međutim, to nije u potpunosti točno. Čini se da bi u našem svemiru donja granica kratkog vala mogla biti Planckova duljina (oko 1.6 × 10−35 m), a dugovalna granica bila bi sama veličina svemira. No, u principu, spektar je beskonačan.

Elektromagnetsko zračenje se prenosi posredstvom titrajućih elektromagnetskih polja koja putuju kroz zrak i vakuum, za transport mu nije potreban nikakav medij (kao na primjer eter). Kada radio valovi prolaze kroz električni vodič, oscilirajući elektricitet magnetskog polja (ovisno o obliku vodiča) u njemu inducira izmjeničnu struju i napon. To se može transformirati u audio i druge signale koji prenose informacije. Riječ 'radio' opisuje taj fenomen. Stoga su prijenosi signala televizije, radija i mobitela klasificirani kao emisije radijskih frekvencija.

Kako nastaje elektromagnetsko zračenje?

Sva ugrijana tijela zrače EM valove. Kada grijemo neko tijelo, ulažemo u njega energiju i atomi počinju titrati jer prelaze u pobuđena stanja (energija im se povećava). Jezgre atoma nose naboje, pa tako pri titranju atoma dolazi zapravo do titranja naboja. U točkama prostora oko naboja uvijek postoji električno polje, a ako se naboj giba, onda postoji još i magnetsko polje. Dakle, naboj koji titra predstavlja izvor elektromagnetskog vala.

Podjela elektromagnetskog spektra

Spektar EM zračenja se dijeli na više segmenata s obzirom na duljinu vala zračenja. Iako u različitim znanstvenim disciplinama postoje drugačije podjele te iako ovakve podjele ne odgovaraju u potpunosti stvarnosti (često dolazi do preklapanja susjednih vrsta elektromagnetskih energija), ipak uobičajena je podjela EM valova na sljedeće segmente?:

gama zračenje (gama zrake)

raspon: < 0,5 nm, odnosno >50 PHz
nalazi se na vrhu spektra kojeg čovjek može reproducirati
najpoznatije je kao nusprodukt radioaktivnih procesa
izvori: super- i hiper-nova (eksplodirajuće zvijezde), njihovi ostaci, nuklearni prah, radioaktivni materijal itd.

rendgensko zračenje (x zrake)

raspon: 1nm – 5 pm, odnosno 160 EHz – 50 PHz
dijeli se na tvrdo i meko rendgensko zračenje
zbog svoje male valne duljine, može prodrijeti u gotovo sve, pa se zato koristi u medicinskoj radiologiji, arheologiji, industriji itd.
izvori: vrući plinovi u svemiru, Sunce, neutronske zvijezde, crne rupe

ultraljubičasto zračenje (UV zrake)

raspon: 400 nm – 1 nm, odnosno 750 THz – 160 EHz
dijeli se na blisko, daleko ili vakuumsko i ekstremno
druga podjela, s obzirom na njegovu štetnost za čovjeka, češće se koristi: UV-A, UV-B i UV-C
ultraljubičasti valovi nalaze se odmah iznad vidljivog spektra (ljubičaste boje); otuda "ultra" (iza)
budući da imaju veliku energiju, sposobni su razbiti kemijske veze i time uzrokovati promjenu ponašanja molekula; tako su opekline od sunca uzrokovane razornim djelovanjem UV zraka na stanice kože, a što, u slučaju oštećenja kompleksnih DNA molekula, može uzrokovati i rak; sunce odašilje veliku količinu UV zračenja koje bi Zemlju moglo brzo pretvoriti u sprženu pustinju, ali se većina tog zračenja, prije nego stigne na površinu, apsorbira u ozonskom omotaču atmosfere
koriste se u mnogim oblicima: solarne ćelije, fotolitografija (npr. u proizvodnji mikročipova), u analizi minerala, u astronomiji, koriste ih detektivi, itd.; UV-A zrake: flouroscentne lampe, tamnjenje kože, terapija i sl.; UV-C za dezinfekciju ili sterilizaciju (zraka, vode, površina).
izvori: zvijezde, Sunce, toplina,...

vidljivi ili optički spektar

raspon: 780 nm – 380 nm, tj. 380 THz – 795 THz
elektromagnetsko zračenje vidljivo ljudskom oku
zauzima vrlo mali dio spektra
te valove emitira ili reflektira gotovo sve, a atmosfera ih najmanje apsorbira
najznačajnija njihova funkcija je ljudski vid, a osim toga koriste se i kao RGB (red/green/blue, tj. crveno/zeleno/plavo) kod TV ekrana ili računalnih monitora (kako bi različitom zasićenošću tih boja "prevarile" naše oko ne bi li ono vidjelo sve boje);

infracrveno zračenje (IR)

raspon: 750 nm - 1 mm, tj. 395 THz – 2 THz
IR valovi se nalaze točno ispod vidljivog spektra (crvena boja); otuda "infra" (ispod)
dijeli se na daleko, srednje i blisko
zbog vibracija i torzija molekula kroz IR zračenje se razmjenjuje toplina
vojska ga koristi za aktivno otkrivanje ciljeva u mraku; termalno infracrveno zračenje koje emitiraju sva tijela ovisno o svojoj temperaturi koristi se za pasivni nadzor prostora (alarmni uređaji), otkrivanje požara i u medicini; blisko se infracrveno zračenje koristi u slobodnom prostoru za daljinsko upravljanje i komunikacije malog dometa (TV, mobiteli, računala...), a kada ga se usmjeri pomoću svjetlovoda omogućuje vrlo brzi prijenos podataka i na veće udaljenosti (satelitska komunikacija, radar...).
izvori: zvijezde, zvjezdana prašina, Sunce, grijanje...

terahertz zračenje

nalazi se između dalekog infracrvenog zračenja i mikrovalova
donedavno ovo područje spektra nije bilo istraživano, a postojalo je tek nekoliko izvora koji su mogli proizvesti te valove
danas se ovo zračenje počinje primijenjivati u komunikaciji, a znanstvenici traže načine kako upotrijebiti tetrahertz tehnologiju u vojsci u svrhu onesposobljivanja elektroničke opreme neprijatelja

mikrovalno zračenje

raspon: tradicionalno obuhvaća područje frekvencija iznad 300 MHz, međutim danas se često kao donja granica mikrovalova uzima i frekvencija od 1 GHz do 300 GHz
obuhvaća decimetarsko, centimetarsko i milimetarsko područje radiovalova
koristi se u radarskoj tehnici (oko 10 GHz), mikrovalnim pećnicama (2,45 GHz), bežičnim komunikacijama (GSM, WLAN, Bluetooth), astronomiji itd. Područja oko frekvencija 800 MHz, 2,45 GHz i 13 GHz su slobodna za različite primjene u industriji, znanosti i medicini (ISM band)
zahvaljujući napučenosti nižih frekvencija i napretku tehnologije, radijske frekvencije danas idu sve više i više, pa se za radio-komunikacije koriste i mikrovalovi
izvori: zvijezde, Sunce

radiovalovi / radiofrekvencijski (RF) spektar

raspon: 0 do 3000 GHz (od negdje oko 300 GHz do negdje oko 1000 GHz)
veliki dio elektromagnetskog spektra, koji omogućuje komunikaciju, tj. bežično odašiljanje i primanje poruka na većim ili manjim udaljenostima kroz modulaciju;
taj je dio spektra najpopunjeniji korištenjem najrazličitijih naprava: mobiteli, satelitske komunikacije, radar, radio, TV, amaterski radio...
prema valnoj se duljini dijele na valna područja, iako je danas uobičajenija podjela prema frekvenciji

Podjela radiofrekvencijskog (RF) spektra

engleska kratica (naziv)	naziv	frekvencija	valna duljina	tehnička primjena
ELF (Extremely Low Frequency)	.	3 Hz – 30 Hz	10 Mm – 100 Mm	komunikacija s podmornicama
ULF (Ultra Low Frequency)	.	300 Hz – 3 kHz	100 km – 1 Mm	.
VLF (Very Low Frequency)	mirijametarski valovi	3 kHz – 30 kHz	10 km – 100 km	komunikacija s podmornicama
LF (Low Frequency)	dugi val (DV), kilometarski valovi	30 kHz – 300 kHz	1 km – 10 km	radio, radijski satovi, radio navigacija
MF (Medium Frequency)	srednji val (SV), hektometarski valovi	300 KHz – 3 MHz	100 m – 1 km radio	.
HF (High Frequency)	kratki val (KV), dekametarski valovi	3 MHz – 30 MHz	10 m – 100 m	radio
VHF (Very High Frequency)	ultrakratki val (UKV), metarski valovi	30 MHz – 300 MHz	1 m – 10 m	radio, televizija, radar
UHF (Ultra High Frequency)	mikrovalovi, decimetarski valovi	300 MHz – 3 GHz	1 dm – 10 dm	televizija, mobilna telefonija (npr. GSM), mikrovalna pećnica, bežične računalne mreže (npr. Wi-Fi)
SHF (Super High Frequency)	centimetarski valovi	3 GHz – 30 GHz	1 cm – 10 cm	radar, usmjerene veze, satelitska televizija
EHF (Extremely High Frequency)	milimetarski valovi	30 GHz – 300 GHz	1 mm – 10 mm	usmjerene veze

Nacionalne vlade u većini zemalja određuju mapu radiofrekvencijskog (RF) spektra, odnosno određuju namjene za pojedine dijelove spektra. Ta se regulacija najčešće naziva alokacija frekvencija ili alokacija spektra. U Hrvatskoj je za alokaciju spektra zadužena Hrvatska agencija za telekomunikacije, a tablica koja određuje namjene RF spektra dostupna je na webu (http://195.29.219.242/dokumenti/namjena.htm). Tek u sljedećem koraku Agencija pokreće proces dodjele dozvola odnosno koncesija za korištenje pojedinih frekvencija.

Zbog tehničkih i ekonomskih razloga, standardi alokacije spektra su međunarodno harmonizirani. Na tim standardima rade različita tijela, kao što je ITU (International Telecommunication Union), specijalizirana agencija UN-a. Doseg "radio frekvencija" određen je međunarodnom konvencijom. Na međunarodnoj konferenciji iz Atlantic Cityja (1947.) Hertzovi (radio) valovi definirani su kao EM valovi frekvencija između 10 Kc/s i 3000000 Mc/s

Izvori

http://hr.wikipedia.org

http://www.wikipedia.org

http://www.e-builds.com

http://www.telekom.hr

DIFFS COMMENT PRINT RELOAD