Energia Eletromagnética

Definição

Energia Eletromagnética é uma forma de energia que é refletida ou emitida a partir de objetos sob a forma de ondas elétricas e magnéticas que podem percorrer o espaço

Exemplos

Existem muitas formas de energia eletromagnética, incluindo raios gama, raios X, radiação ultravioleta, luz visível, radiação infravermelha, microondas e ondas de rádio.

Energia eletromagnética

A energia eletromagnética é uma forma invisível de energia na forma de onda transversal.

Dos vários tipos de energia em nosso universo, essa forma de energia é a única que não requer um meio ou matéria para viajar ou dentro. Essa forma de energia pode viajar através do espaço vazio como uma onda transversal. Existem muitos tipos diferentes de energia eletromagnética.

Exemplos de energia eletromagnética:

1. Ondas de rádio

2. Microondas

3. Radiação de infravermelho

4. Luz visível – todas as cores do espectro que podemos ver.

5. Luz ultravioleta

6. Raios-X

7. A radiação gama

O que é Energia Eletromagnética?

A energia eletromagnética é familiar para a maioria das pessoas como luz e calor, mas pode assumir muitas outras formas, como ondas de rádio e raios-X.

Estes são todos os tipos de radiação provenientes da força eletromagnética, que é responsável por todos os fenômenos elétricos e magnéticos. A radiação viaja à velocidade da luz de forma semelhante às ondas.

Ao contrário das ondas sonoras, as ondas eletromagnéticas não exigem um meio através do qual se mover e pode atravessar o espaço vazio. O comprimento da onda pode variar de centenas de jardas (metros) para escalas subatômicas. A gama completa de comprimentos de onda é conhecida como o espectro eletromagnético, da qual a luz visível forma apenas uma pequena parte. Apesar do caractere ondulado observado de radiação eletromagnética, também pode comportar-se como se fosse composto de pequenas partículas, conhecidas como fótons.

Luz, eletricidade e magnetismo

A conexão entre luz e eletromagnetismo foi revelada no século 19 pelo trabalho do físico James Clerk Maxwell em campos elétricos e magnéticos. Usando equações que ele desenvolveu, ele descobriu que a velocidade em que os campos se moviam pelo espaço era exatamente a velocidade da luz e concluiu que a luz era uma perturbação desses campos, viajando sob a forma de ondas. Suas equações também mostraram que outras formas de energia eletromagnética com comprimentos de onda mais longos e curtos eram possíveis; estes foram identificados mais tarde.

As descobertas de Maxwell deram origem ao estudo da eletrodinâmica, segundo o qual a energia eletromagnética consiste em campos elétricos e magnéticos oscilantes em ângulos retos uns dos outros e na direção do movimento. Isso explicou a natureza ondulante da luz, como observado em muitos experimentos.

Comprimento de onda, freqüência e energia

A radiação eletromagnética pode ser descrita em termos de seu comprimento de onda – a distância entre as cristas das ondas – ou sua freqüência – o número de cristas que passam por um ponto fixo durante um intervalo de tempo fixo. Ao se mover através de um vácuo, a energia eletromagnética sempre percorre a velocidade da luz; portanto, a taxa em que as cristas não variam e a freqüência depende apenas do comprimento da onda. Um comprimento de onda mais curto indica uma maior freqüência e uma maior energia. Isso significa que os raios gama de alta energia não viajam mais rápido do que ondas de rádio de baixa energia.

Em vez disso, eles têm comprimentos de onda muito mais curtos e freqüências muito maiores.

A Dualidade Onda-Partícula

A eletrodinâmica foi muito bem sucedida ao descrever a energia eletromagnética em termos de campos e ondas, mas no início do século XX, a investigação de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico, na qual a luz destrói os elétrons de uma superfície metálica, suscitou um problema.

Ele descobriu que a energia dos elétrons era inteiramente dependente da freqüência, e não da intensidade da luz. Um aumento na frequência produziu elétrons de energia mais alta, mas um aumento de brilho não fez diferença. Os resultados só podem ser explicados se a luz consistiu em partículas discretas – mais tarde chamados de fótons – que transferiram sua energia para os elétrons.

Isso criou um quebra-cabeça: observado em grandes escalas, a energia eletromagnética se comporta como ondas, mas suas interações com a matéria nas escalas mais pequenas só podem ser explicadas em termos de partículas.

Isso é conhecido como a dualidade onda-partícula. Surgiu durante o desenvolvimento da teoria quântica e se aplica a tudo na escala subatômica; Os elétrons, por exemplo, podem se comportar como ondas e partículas. Não existe um consenso geral entre os cientistas sobre o que realmente significa essa dualidade sobre a natureza da energia eletromagnética.

Eletrodinâmica Quântica

Uma nova teoria, conhecida como eletrodinâmica quântica, eventualmente surgiu para explicar o comportamento parecido com partículas de EMR. De acordo com a eletrodinâmica quântica, os fótons são as partículas que carregam a força eletromagnética, e as interações de objetos carregados eletricamente são explicadas em termos de produção e absorção dessas partículas, que não carregam nenhuma carga. A eletrodinâmica quântica é considerada uma das teorias mais bem sucedidas já desenvolvidas.

Como a energia eletromagnética é produzida

A eletrodinâmica clássica descreveu a produção de energia eletromagnética em termos de movimento de cargas elétricas, mas uma explicação mais moderna – em linha com a teoria quântica – baseia-se na idéia de que as partículas subatômicas de que a matéria é composta só podem ocupar certos níveis fixos de energia.

A radiação eletromagnética é liberada pela mudança de um estado de energia mais alto para um menor. Deixada a si mesma, a questão sempre tentará alcançar seu nível mais baixo de energia.

A Energia Eletromagnética pode ser produzido quando a matéria absorve temporariamente energia – por exemplo, quando é aquecida -, então libera-a para cair para um nível mais baixo. Um estado de energia mais baixo também pode ser alcançado quando átomos ou moléculas se combinam um com o outro em uma reação química.

A combustão é um exemplo familiar: tipicamente, uma molécula combina com o oxigênio do ar, formando produtos que coletivamente têm menos energia do que a molécula original. Isso faz com que a energia eletromagnética seja liberada sob a forma de chamas.

No núcleo do Sol, quatro núcleos de hidrogênio se combinam, em uma série de etapas, para formar um núcleo de hélio que tem um pouco menos de massa e, portanto, menos energia. Este processo é conhecido como fusão nuclear. O excesso de energia é liberado como raios gama de alta frequência que são absorvidos pela matéria mais adiante, o que emite essa energia, principalmente na forma de luz visível e calor.

Energia eletromagnética, vida e tecnologia

A energia do Sol é crucial para a vida na Terra. A luz do sol aquece a superfície da Terra, que, por sua vez, aquece a atmosfera, mantendo temperaturas adequadas para a vida e dirigindo os sistemas meteorológicos do planeta. As plantas usam a energia eletromagnética do Sol para a fotossíntese, o método pelo qual eles produzem alimentos.

A energia solar é convertida em energia química que alimenta os processos que permitem às plantas fazer a glicose necessária para sobreviver a partir de dióxido de carbono e água. O subproduto desta reação é o oxigênio, então a fotossíntese é responsável por manter os níveis de oxigênio do planeta.

A maioria das formas de tecnologia depende em grande parte da energia eletromagnética. A Revolução Industrial foi alimentada por calor gerado pela combustão de combustíveis fósseis e, mais recentemente, a radiação solar tem sido usada diretamente para fornecer energia “limpa” e renovável.

A comunicação moderna, a transmissão e a Internet dependem fortemente das ondas de rádio e da luz canalizada através de cabos de fibra óptica. A tecnologia laser usa luz para ler e gravar em CDs e DVDs. A maioria dos que os cientistas sabem sobre o universo vem da análise da energia eletromagnética de vários comprimentos de ondas de estrelas distantes e galáxias.

Fonte: www.dictionary.com/www.softschools.com/www.wisegeek.org