30 Classifique ondas com frequências de
,
e 2 YHz no espectro eletromagnético. Classifique ondas com comprimentos de onda de
e 2 am .
Passo 1
O enunciado pede duas coisas claras:
- Classificar as ondas eletromagnéticas cujas frequências são
. - Classificar as ondas eletromagnéticas cujos comprimentos de onda são
.
Informações fornecidas (valores que vou usar diretamente do enunciado):
- Frequências:
. - Comprimentos de onda:
.
O objetivo é, para cada valor, dizer em qual faixa do espectro eletromagnético ele se encaixa (rádio, micro-ondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X, raios gama etc.). A partir daqui passo a resolver.
Passo 2
Constantes e convenções que vou usar (valores aproximados e limites típicos do espectro; são aproximações didáticas, suficientes para classificar cada item):
- Velocidade da luz no vácuo:
. - Relação entre comprimento de onda
e frequência :
onde
está em metros e
em hertz.
- Limites aproximados (usados para classificar; são faixas típicas):
- Rádio (inclui ELF, VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF): até
(aprox.; subfaixas internas existem). - Micro-ondas:
até . - Infravermelho (IR):
até . - Visível:
até . - Ultravioleta (UV):
até . - Raios X:
até . - Raios gama (gamma): acima de
.
- Rádio (inclui ELF, VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF): até
Esses limites são arredondados e permitem classificar sem ambiguidade os valores pedidos.
Passo 3
Vou explicar a fórmula que usamos e o que cada símbolo significa (passo didático):
A relação fundamental entre frequência e comprimento de onda é
A relação fundamental entre frequência e comprimento de onda é
Significado:
é o comprimento de onda (distância entre cristas sucessivas) em metros,
é a velocidade da luz em metros por segundo, e
é a frequência em hertz (ciclos por segundo). Para classificar por frequência já posso comparar
com as faixas do espectro; para interpretar em comprimento de onda calculo
usando a fórmula acima. Para o segundo bloco (quando me dão
) uso
Vou mostrar as contas em potências de dez para ficar simples de fazer sem calculadora.
Passo 4
-
. Cálculo do comprimento de onda para ter noção do tamanho:
Isso dá
(centenas de milhares de km) — portanto é uma onda de altíssima longitude e baixa frequência. Classificação: rádio (faixa extremamente baixa, comumente chamada de ELF/ondas muito longas). Exemplo de uso: estudos geofísicos, comunicação submarina em faixas ELF.
-
. Comprimento de onda:
Classificação: rádio (faixa de áudio-kHz, perto de VLF/LF — é rádio de baixa frequência). Uso típico: comunicações de longa distância de baixa taxa, sinais naturais (sismos) etc.
-
. Comprimento de onda:
Classificação: rádio (faixa MF/HF — por exemplo AM rádio está nessa vizinhança). Uso: radiodifusão AM, comunicações aeronáuticas/maritimas.
-
. Comprimento de onda:
Classificação: transição entre rádio e micro-ondas — normalmente classificado como UHF / micro-ondas (uso prático: telefonia celular, Wi‑Fi 2,4 GHz, radar). Em termos das faixas que dei, está dentro da banda de rádio/ micro-ondas (UHF/SHF).
Passo 5
-
. Comprimento de onda:
Classificação: esta é a região terahertz / infravermelho distante (entre micro-ondas e infravermelho). Uso: imagens terahertz, detecção de materiais, espectroscopia.
-
. Comprimento de onda:
Como
está bem abaixo do limite superior do visível (
), essa frequência está na faixa do ultravioleta (UV), mais precisamente UV-Vacuum/UV próximo do UV profundo. Exemplo: fotossíntese não, mas processos de ionização e aplicações em medicina e espectroscopia.
Passo 6
-
. Comprimento de onda:
Essa faixa está dentro de raios X (pois está entre
e
). Uso típico: raios X médicos, cristalografia.
-
. Comprimento de onda:
Frequência muito alta; está bem acima do limite típico dos raios X e dentro da faixa de raios gama. Classificação: raios gama (alta energia).
-
. Comprimento de onda:
Também claramente raios gama (extremamente alta energia; comprimentos de onda na escala nuclear/femtométrica).
Passo 7
Agora vou usar
para cada comprimento de onda dado e comparar
com as faixas do espectro que já defini. Relembre:
.
Passo 8
-
. Frequência:
Classificação: rádio (faixa LF/MF dependendo da subdivisão; 150 kHz é rádio de ondas longas/AM-longa distância).
-
. Frequência:
Classificação: rádio (VHF — por exemplo transmissão FM e TV analógica/vários serviços).
Passo 9
-
. Frequência:
Classificação: essa é a região das ondas milimétricas / micro-ondas de alta frequência (EHF / mm-wave). Uso: comunicações ponto-a-ponto de alta capacidade, radares milimétricos.
-
. Frequência:
Classificação: infravermelho (perto/infravermelho próximo; visível começa por volta de
). Uso: sensores térmicos, fibra óptica (próximo infravermelho), espectroscopia.
Passo 10
-
. Frequência:
Classificação: raios X (pois está na faixa
a
). Uso: radiação de raios X para imagem, difração de cristais em escala nanométrica.
-
. Frequência:
Classificação: acima do intervalo típico de raios X → raios gama (alta energia; interações nucleares).
Passo 11
-
. Frequência:
Classificação: raios gama (extremamente alta energia; comprimentos de onda na escala nuclear).
-
(attômetro). Frequência:
Classificação: raios gama (energia ultrarradical, bem acima das aplicações médicas — regime de física nuclear/partículas).