{"id":8720,"date":"2017-04-24T12:54:33","date_gmt":"2017-04-24T10:54:33","guid":{"rendered":"http:\/\/agora.xtec.cat\/formacio\/zenit\/?p=8720"},"modified":"2023-02-15T09:13:30","modified_gmt":"2023-02-15T08:13:30","slug":"p03_ud01-1-lespecte-electromagnetic","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/general\/p03_ud01-1-lespecte-electromagnetic\/","title":{"rendered":"1.1. L&#8217;espectre electromagn\u00e8tic"},"content":{"rendered":"<p>Qu\u00e8 \u00e9s la llum?<br \/>\nL&#8217;espectre electromagn\u00e8tic.<br \/>\nOnes i part\u00edcules.<br \/>\nSensor lum\u00ednic receptor part de l&#8217;espectre.<br \/>\nSensors lum\u00ednics en els \u00e9ssers vius.<br \/>\nPart de l&#8217;espectre que reben els sat\u00e8l\u00b7lits.<\/p>\n<h4>L&#8217;espectre electromagn\u00e8tic.<\/h4>\n<p>L&#8217;<strong>espectre electromagn\u00e8tic<\/strong> \u00e9s el conjunt de totes les freq\u00fc\u00e8ncies d&#8217;ones electromagn\u00e8tiques possibles. La radiaci\u00f3 electromagn\u00e8tica est\u00e0 formada per <strong>fotons<\/strong>.<\/p>\n<p>En un espectre es mostra la descomposici\u00f3 d&#8217;una radiaci\u00f3 electromagn\u00e8tica en els seus components: freq\u00fc\u00e8ncia, longitud d&#8217;ona i l&#8217;energia dels fotons a trav\u00e9s dels que es propaga la radiaci\u00f3. Aquestes tres magnituds estan relacionades per la constant de Planck i per la velocitat de la llum.<\/p>\n<p>Les ones electromagn\u00e8tiques de major freq\u00fc\u00e8ncia s\u00f3n els raigs gamma i els raigs X i les de menor freq\u00fc\u00e8ncia les ones de r\u00e0dio. Les freq\u00fc\u00e8ncies d&#8217;ona<\/p>\n<p>Els diferents tipus d&#8217;ones electromagn\u00e8tiques s\u00f3n:<\/p>\n<ul>\n<li>Ones de r\u00e0dio<\/li>\n<li>Microones<\/li>\n<li>Raigs T<\/li>\n<li>Radiaci\u00f3 infraroja<\/li>\n<li>Llum visible<\/li>\n<li>Radiaci\u00f3 ultraviolada<\/li>\n<li>Raigs X<\/li>\n<li>Radiaci\u00f3 gamma<\/li>\n<\/ul>\n<p><iframe loading=\"lazy\" scrolling=\"no\" title=\"\" src=\"https:\/\/www.geogebra.org\/material\/iframe\/id\/xhYwXSsH\/width\/1000\/height\/550\/border\/888888\/smb\/false\/stb\/false\/stbh\/false\/ai\/false\/asb\/false\/sri\/false\/rc\/false\/ld\/false\/sdz\/false\/ctl\/false\" width=\"1000px\" height=\"550px\" style=\"border:0px;\"> <\/iframe><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/electromagneticos-espectro.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-9412 size-full\" src=\"http:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/electromagneticos-espectro.jpg\" alt=\"\" width=\"499\" height=\"483\" srcset=\"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/electromagneticos-espectro.jpg 499w, https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/electromagneticos-espectro-300x290.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 499px) 100vw, 499px\" \/><\/a><\/p>\n<blockquote class=\"wp-embedded-content\" data-secret=\"oot0XUQ35c\"><p><a href=\"http:\/\/www.digits.cat\/colaboracions\/espectre-de-la-llum\">Espectre de la llum<\/a><\/p><\/blockquote>\n<p><iframe loading=\"lazy\" class=\"wp-embedded-content\" sandbox=\"allow-scripts\" security=\"restricted\" style=\"position: absolute; clip: rect(1px, 1px, 1px, 1px);\" title=\"&#8220;Espectre de la llum&#8221; &#8212; DIGITS\" src=\"http:\/\/www.digits.cat\/colaboracions\/espectre-de-la-llum\/embed#?secret=72rNE1Rloy#?secret=oot0XUQ35c\" data-secret=\"oot0XUQ35c\" width=\"500\" height=\"282\" frameborder=\"0\" marginwidth=\"0\" marginheight=\"0\" scrolling=\"no\"><\/iframe><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.afinidadelectrica.com.ar\/articulo.php?IdArticulo=95\">http:\/\/www.afinidadelectrica.com.ar\/articulo.php?IdArticulo=95<\/a><\/p>\n<p>At\u00e8s que els materials tenen diferent absorci\u00f3 de les diverses bandes (vermella, verda, blava, infraroja&#8230;) de l\u2019espectre electromagn\u00e8tic, l\u2019an\u00e0lisi de les caracter\u00edstiques de la radiaci\u00f3 emesa o reflectida (longitud d\u2019ona, intensitat, etc.) pels objectes pot aportar informacions valuoses sobre la seva naturalesa, la temperatura, el tipus de vegetaci\u00f3, etc. Aquesta informaci\u00f3 pot ser interpretada per la lectura de les imatges de cada banda o per la seva combinaci\u00f3.<\/p>\n<h4>Com es formen els espectres<\/h4>\n<p>Alguns dels espectres que poden ser observats amb l&#8217;espectr\u00f2metre casol\u00e0 tenen un fons continu, i els colors varien suaument del vermell fosc al blau fosc. Altres estan formats per l\u00ednies definides en un fons continu, l\u00ednies definides sense un fons, o fins i tot l\u00ednies fosques en un fons continu, com en l&#8217;espectre solar (veure m\u00e9s a baix ). Per qu\u00e8 aquesta diversitat? Com es formen els espectres?<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/spectrometer4-1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-9445 size-full\" src=\"http:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/spectrometer4-1.jpg\" alt=\"\" width=\"200\" height=\"167\" \/><\/a><\/p>\n<p>Una mica de sal de taula en la flama d&#8217;una espelma produeix una l\u00ednia d&#8217;emissi\u00f3 del sodi<br \/>\nImatge cortesia de Mark Tiele<br \/>\nWestra<br \/>\nTot es deu als \u00e0toms. Un \u00e0tom individual pot trobar-se en diferents estats d&#8217;energia, depenent de si els seus electrons ocupen les seves \u00f2rbites usuals o han estat excitats a \u00f2rbites m\u00e9s altes. Un \u00e0tom no pot tenir qualsevol nivell d&#8217;energia: els nivells d&#8217;energia estan definits amb precisi\u00f3 per la seva detallada estructura at\u00f2mica. Quan un electr\u00f3 salta d&#8217;una \u00f2rbita a una altra, el canvi correspon a una precisa quantitat d&#8217;energia emesa com un sol fot\u00f3. L&#8217;energia d&#8217;aquest fot\u00f3 em\u00e8s determina el seu color.<\/p>\n<p>Com pot haver-hi molts salts diferents, cada \u00e0tom pot emetre una gamma de colors de llum diferent. Si aquesta llum \u00e9s separada per un prisma o una xarxa de difracci\u00f3, cada color \u00e9s vist com una l\u00ednia d&#8217;emissi\u00f3 en l&#8217;espectre, anomenada l\u00ednia espectral .<\/p>\n<p>Per demostrar com es forma una l\u00ednia d&#8217;emissi\u00f3, vegem qu\u00e8 passa quan posem una mica de sal de taula comuna (clorur de sodi, NaCl) en la flama d&#8217;una espelma. Les fotos de dalt mostren l&#8217;espectre continu de la flama; \u00e9s igual que el de la bombeta incandescent. Quan es posa una mica de sal de taula sobre un ganivet i l&#8217;hi sost\u00e9 en la flama, apareix una l\u00ednia taronja en l&#8217;espectre, que correspon a la l\u00ednia d&#8217;emissi\u00f3 del sodi (Na, a 589 nm).<\/p>\n<p>Un \u00e0tom no nom\u00e9s emet llum, sin\u00f3 tamb\u00e9 absorbeix fotons de la mateixa energia que emet. Si la llum passa a trav\u00e9s d&#8217;un gas fred i de baixa densitat, els \u00e0toms en el gas absorbeixen certes freq\u00fc\u00e8ncies, el que forma l\u00ednies fosques en l&#8217;espectre trucades l\u00ednies d &#8216;absorci\u00f3 .<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/spectrometer11_large.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-9415 size-full\" src=\"http:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/spectrometer11_large.jpg\" alt=\"\" width=\"520\" height=\"232\" srcset=\"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/spectrometer11_large.jpg 520w, https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-content\/uploads\/usu1639\/2017\/04\/spectrometer11_large-300x134.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 520px) 100vw, 520px\" \/><\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Els tres tipus d&#8217;espectres i els seus or\u00edgens. Els s\u00f2lids, els fluids i els gasos d&#8217;alta pressi\u00f3 emeten un espectre continu (a dalt). En la il\u00b7lustraci\u00f3 del medi es mostra un gas calent de baixa densitat que emet un espectre de l\u00ednies. Finalment, quan la llum amb un espectre continu passa a trav\u00e9s d&#8217;un gas fred de baixa densitat, els colors espec\u00edfics de la llum s\u00f3n absorbits, deixant l\u00ednies fosques en un espectre d&#8217;absorci\u00f3 (a baix). Faci click sobre la imatge per ampliar<br \/>\nImatge cortesia de Mark Tiele Westra<\/p>\n<p>Per\u00f2 si tots els espectres estan formats per \u00e0toms que emeten colors molt definits, com es formen els espectres continus? Per a un sol \u00e0tom no afectat per factors externs, les l\u00ednies s\u00f3n ben definides. Aix\u00f2 \u00e9s el que succeeix amb un gas de baixa densitat, per exemple en un tub fluorescent. En un gas d&#8217;alta pressi\u00f3, per exemple el Sol, i tamb\u00e9 en fluids i s\u00f2lids, hi ha col\u00b7lisions freq\u00fcents i molts altres mecanismes que fan que les l\u00ednies perdin la seva definici\u00f3 i es tornin borroses, formant un espectre continu . En la il\u00b7lustraci\u00f3 de m\u00e9s avall hi ha una s\u00edntesi dels tres tipus d&#8217;espectres.<\/p>\n<p>Els \u00e0toms (i mol\u00e8cules) diferents tenen diferents espectres d&#8217;emissi\u00f3 i absorci\u00f3. Podem aprofitar aquesta difer\u00e8ncia: en mirar la llum que ve d&#8217;un objecte distant, per exemple del Sol o d&#8217;una estrella, es pot saber quins elements qu\u00edmics s\u00f3n presents. A la Terra, s&#8217;usa aquesta t\u00e8cnica per donar a llum una mostra (sovint un gas) i mesurar l&#8217;espectre d&#8217;absorci\u00f3, i aix\u00ed deduir la composici\u00f3 de la mostra.<\/p>\n<p>L&#8217;espectre solar<br \/>\nSi traiem el nostre espectr\u00f2metre fora, podem veure l&#8217;espectre de la llum solar. L&#8217;espectre, que es mostra m\u00e9s avall, a primera vista sembla continu. Per\u00f2, si mirem m\u00e9s detingudament, podem identificar diverses l\u00ednies fosques, causades per l&#8217;absorci\u00f3 dels \u00e0toms de certes freq\u00fc\u00e8ncies de llum en les capes externes del Sol i en l&#8217;atmosfera terrestre. La imatge de sota no li fa just\u00edcia a la potencialitat de l&#8217;espectr\u00f2metre casol\u00e0: a simple vista les l\u00ednies d&#8217;absorci\u00f3 es veuen m\u00e9s detalladament.<\/p>\n<p>Les l\u00ednies d&#8217;absorci\u00f3 que observem en l&#8217;espectre solar es diuen l\u00ednies de Fraunhofer . Joseph von Fraunhofer (1787 &#8211; 1826) va ser el primer a realitzar l&#8217;estudi sistem\u00e0tic i el mesurament acurada d&#8217;aquestes l\u00ednies fosques, encara que no va ser el primer a observar-les. En total, va descobrir al voltant de 570 l\u00ednies, a les quals va categoritzar i va nomenar.<\/p>\n<p>L&#8217;espectre del Sol vist amb el nostre espectr\u00f2metre casol\u00e0. Les l\u00ednies corresponen a: (1) hidrogen a 656 nm, (2) sodi a 589 nm, (3) ferro a 527 nm, (4) magnesi a 518 nm, (5) hidrogen a 486 nm, i (6) ferro i calci a 431 nm. Faci click sobre la imatge per ampliar<br \/>\nImatge cortesia de Mark Tiele Westra<\/p>\n<p>Al voltant de 1860, Kirchoff i Bunsen van descobrir que cada element qu\u00edmic est\u00e0 associat amb un conjunt de l\u00ednies espectrals. Van deduir que les l\u00ednies de Fraunhofer en l&#8217;espectre solar eren causades per l&#8217;absorci\u00f3 de certs colors de la llum en les capes externes del Sol. Algunes l\u00ednies s\u00f3n tamb\u00e9 causades per l&#8217;absorci\u00f3 de llum que realitzen els \u00e0toms en l&#8217;atmosfera terrestre, com ara el oxigen. Eventualment, l&#8217;estudi d&#8217;aquestes l\u00ednies va portar al descobriment de l&#8217;element heli en el Sol, el que finalment va provar que l&#8217;energia del Sol prov\u00e9 de la fusi\u00f3 nuclear.<\/p>\n<p>Versi\u00f3 d&#8217;alta resoluci\u00f3 de l&#8217;espectre solar, que mostra una multitud de l\u00ednies Fraunhofer. La longitud d&#8217;ona augmenta d&#8217;esquerra a dreta, i despr\u00e9s de baix a dalt. Faci click sobre la imatge per ampliar<br \/>\nImatge cortesia del National Optical Astronomy Observatory \/ Association of Universities for Research in Astronomy \/ National Science Foundation<br \/>\nAgra\u00efments<br \/>\nLi estic molt agra\u00eft a Xiaojin Zhu de la Universitat de Wisconsin-Madison, el lloc web em va brindar tota la informaci\u00f3 necess\u00e0ria per construir el meu propi espectr\u00f2metre i per interpretar els resultats. Hi ha m\u00e9s espectres disponibles en aquest lloc web. Tamb\u00e9 agraeixo a Bartjan van der Meer, que em va donar pistes sobre aquest meravell\u00f3s projecte de ci\u00e8ncia.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Qu\u00e8 \u00e9s la llum?<br \/>\nL&#8217;espectre electromagn\u00e8tic.<br \/>\nOnes i part\u00edcules.<br \/>\nSensor lum\u00ednic receptor part de l&#8217;espectre.<br \/>\nSensors lum\u00ednics en els \u00e9ssers vius.<br \/>\nPart de l&#8217;espectre que reben els sat\u00e8l\u00b7lits.<br \/>\nL&#8217;espectre electromagn\u00e8tic.<br \/>\nL&#8217;espectre electromagn\u00e8tic \u00e9s el conjunt de totes les freq\u00fc\u00e8ncies d&#8217;ones electromagn\u00e8tiques possibles. La radiaci\u00f3 electromagn\u00e8tica est\u00e0 formada per fotons.<br \/>\nEn un espectre es&hellip;  <a href=\"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/general\/p03_ud01-1-lespecte-electromagnetic\/\" title=\"Read 1.1. L&#8217;espectre electromagn\u00e8tic\">Llegeix m\u00e9s\u00bb<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":9412,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"footnotes":""},"categories":[1,330],"tags":[307,308,306,310],"class_list":["post-8720","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-general","category-obsterra","tag-batxillerat","tag-espectre-electromagnetic","tag-plafo","tag-ud_espectre"],"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8720","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8720"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8720\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11377,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8720\/revisions\/11377"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/media\/9412"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8720"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8720"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/projectes.xtec.cat\/zenit\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8720"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}