O espectro ou espectro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências da radiação eletromagnética. O espectro se estende desde as ondas de baixa frequência - as ondas de rádio, por exemplo - até as de mais alta frequência, como as da radiação gama.
Imagine que no ar existam ondas como as ondas do mar. Estas ondas são formadas pela combinação dos campos elétrico e magnético que se propagam perpendicularmente um em relação ao outro.
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Durante muito tempo, a luz era a única parte conhecida do espectro eletromagnético. Os gregos antigos tinham a noção de que a luz viajava a forma de linhas retas, chegando a estudar algumas de suas propriedades, que fazem parte do que atualmente denominamos óptica geométrica. Foi somente nos séculos XVI e XVII que o estudo da luz passou a gerar teorias conflitantes quanto a sua natureza.
A primeira descoberta de ondas eletromagnéticas além da luz ocorreu em 1800, quando William Herschel descobriu a radiação infravermelha. Em seu experimento, Herschel direcionou a luz solar através de um prisma, decompondo-a, e então mediu a temperatura de cada cor. Ele descobriu que a temperatura aumentava do violeta para o vermelho, e que a temperatura mais alta se encontrava logo após o vermelho, numa região em que nenhuma luz solar era visível.
No ano seguinte, Johann Wilhelm Ritter realizou estudos na outra ponta do espectro visível e percebeu a existência do que ele chamou de "raios químicos" (raios de luz invisíveis que provocavam reações químicas), que se comportavam de forma semelhante aos raios de luz violeta visíveis, mas que estavam além deles no espectro. O termo "raios químicos" foi posteriormente renomeado radiação ultravioleta.
A radiação eletromagnética foi pela primeira vez relacionada com o eletromagnetismo em 1845, quando Michael Faraday percebeu que a direção de polarização da luz que passava por um material transparente respondia a um campo magnético. Esse fenômeno foi mais tarde denominado Efeito Faraday. Durante a década de 1860, James Maxwell mostrou que, a partir das equações de Maxwell, era possível encontrar uma equação de onda para descrever a propagação do campo elétrico e outra para o campo magnético. Analisando a velocidade dessas ondas do ponto de vista teórico, Maxwell descobriu que elas deviam viajar à velocidade da luz, o que o levou a inferir que a própria luz deveria ser uma onda eletromagnética.
As equações também previam um número infinito de frequências para as ondas eletromagnéticas, todas elas viajando à velocidade da luz. Esse foi o primeiro indício da existência que um espectro eletromagnético completo.
A previsão de ondas de Maxwell previa também ondas de frequências muito baixas, quando comparadas ao infravermelho. Na tentativa de provar as equações de Maxwell e detectar essas radiações de baixa frequência, em 1886 o físico Heinrich Hertz construiu um aparelho para gerar e detectar o que hoje chamamos de ondas de rádio. Hertz encontrou as ondas e foi capaz de inferir, medindo seu comprimento e frequência, que elas viajavam à velocidade da luz. Hertz também demonstrou que a nova radiação poderia ser refletida e refratada, da mesma forma que a luz.
Em 1895 Wilhelm Röntgen percebeu um novo tipo de radiação emitida durante um experimento com um tubo com vácuo sujeito à alta voltagem. Ele chamou essa radiação de raios-x e descobriu que eles eram capazes de atravessar partes do corpo humano mas eram refletidos ou parados por materiais densos, como os ossos, e passaram a ser amplamente usados na medicina.
A última porção do espectro eletromagnético foi completado com a descoberta dos raios gama. Em 1900 Paul Villard estava estudando as emissões radiativas do radium quando ele identificou um novo tipo de radiação que ele primeiramente pensou se tratar de partículas semelhantes às conhecidas partículas alfa e beta, mas com a propriedade de serem bem mais penetrantes que ambas.
Entretanto, em 1910 o físico William Henry Bragg demonstrou que os raios gama eram uma radiação eletromagnética, e não partícula, e em 1914, Ernest Rutherford (que havia nomeado a radiação de raios gamas em 1903 quando percebeu que eles eram fundamentalmente diferentes de partículas alfa e beta) e Edward Andrade mediram seus comprimentos de onda e descobriram que os raios gama eram semelhantes ao raio-x, porém com comprimentos menor e maior frequência.
Como o espectro é dividido
O diagrama abaixo mostra os principais tipos de ondas eletromagnéticas conhecidas, divididas por faixas de frequência que recebem nomes específicos, dependendo de como foram produzidas ou de como são utilizadas. Os limites dessas faixas não são precisos porque os diferentes tipos de ondas, nesses pontos, acabam por serem indistinguíveis. Assim, para uma onda com frequência, por exemplo, da ordem de 1020 Hz, podemos ter raios X ou raios gama, dependendo apenas de como tal onda foi originada. As principais faixas do espectro eletromagnético são:
Ondas de radio
Baixas frequências e grandes comprimentos de onda. As ondas eletromagnéticas nesta faixa são utilizadas para comunicação a longa distância.
Micro-ondas
Situam-se na faixa de 1 mm a 30 cm ou 3 • 1011 a 3 • 109 Hz. Nesta faixa de comprimentos de onda podem-se construir dispositivos como radares..
Infravermelho
Grande importância para o Sensoriamento Remoto. Engloba radiação com comprimentos de onda de 0,75 um a 1,0 mm.
Luz Visível
É definida como a radiação capaz de produzir a sensação de visão para o olho humano normal.
Ultravioleta
Uso para detecção de minerais por luminescência e poluição marinha.
Raios X
Por se constituir de fótons de alta energia, os raios-X são altamente penetrantes, sendo uma poderosa ferramenta em pesquisa sobre a estrutura da matéria.
Raios Gama
São os raios mais penetrantes das emissões de substâncias radioativa.
== Fontes ==
. NASA - Documentário sobre Espectro Eletromagnético
. https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_eletromagn%C3%A9tico
. SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Espectro Eletromagnético"; Brasil Escola. Disponível em http://brasilescola.uol.com.br/fisica/espectro-eletromagnetico.htm . Acesso em 17 de janeiro de 2017.
. Messias Rocha de Lira (http://www.coladaweb.com/fisica/ondas/espectro-eletromagnetico)