1 Ondas eletromagnéticas
As ondas eletromagnéticas são perturbações nos campos elétrico e magnético que se propagam no espaço. Não precisam de meio material:
Um campo elétrico variando gera um campo magnético variando — que por sua vez gera um campo elétrico variando. A perturbação se autopropaga.
Todas as ondas EM viajam no vácuo a c = 2,998 × 10⁸ m/s ≈ 3×10⁸ m/s. Em meios materiais, a velocidade é menor: v = c/n.
2 O espectro completo
| Região | Comprimento de onda (λ) | Frequência (f) |
|---|---|---|
| Ondas de rádio | > 10 cm (até km) | < 3 GHz |
| Micro-ondas | 1 mm – 10 cm | 3 GHz – 300 GHz |
| Infravermelho (IV) | 700 nm – 1 mm | 300 GHz – 430 THz |
| Luz visível | 380 nm – 700 nm | 430 THz – 790 THz |
| Ultravioleta (UV) | 10 nm – 380 nm | 790 THz – 30 PHz |
| Raios X | 0,01 nm – 10 nm | 30 PHz – 30 EHz |
| Raios gama (γ) | < 0,01 nm | > 30 EHz |
3 Luz visível
A luz visível é a estreita faixa do espectro eletromagnético que o olho humano detecta (380–700 nm):
| Cor | λ aproximado (nm) | f aproximada (THz) |
|---|---|---|
| Violeta | 380 – 450 | 670 – 790 |
| Azul | 450 – 495 | 605 – 670 |
| Verde | 495 – 570 | 526 – 605 |
| Amarelo | 570 – 590 | 508 – 526 |
| Laranja | 590 – 625 | 480 – 508 |
| Vermelho | 625 – 700 | 430 – 480 |
O arco-íris ocorre porque a água dispersa a luz: cada cor tem índice de refração ligeiramente diferente, separando os comprimentos de onda. Violeta desvia mais (maior n), vermelho desvia menos. Prismas fazem o mesmo nas aulas de óptica.
4 Aplicações de cada faixa
Comunicações (AM, FM, TV, Wi-Fi, celular, Bluetooth, GPS). Radar. Micro-ondas: aquecimento por ressonância molecular da água.
Termografia, controle remoto, visão noturna, secadores, lasers de comunicação óptica, espectroscopia.
Esterilização (UV-C), bronzeamento (UV-A/B), produção de vitamina D, detecção de notas falsas, lâmpada negra.
Diagnóstico médico (ossos, pulmão, mamografia), tomografia, inspeção de bagagens em aeroportos, cristalografia.
Radioterapia (câncer), esterilização de alimentos e equipamentos médicos, astrofísica (buraco negro, supernova).
5 Energia dos fótons
Cada onda eletromagnética se comporta também como partícula (fóton) com energia proporcional à frequência:
Raios X e raios gama têm energia de fótons alta o suficiente para ionizar átomos e quebrar ligações químicas no DNA — daí seu potencial carcinogênico em excesso. Luz visível e infravermelho têm energia por fóton muito menor, insuficiente para ionizar.
6 Calculadora
🧮 c = λ · f e E = h · f
Informe λ (nm) ou f (THz) para calcular o outro e a energia do fóton.
7 Resumo
O que você aprendeu
- Ondas eletromagnéticas: transversais, propagam-se no vácuo a c = 3×10⁸ m/s.
- Espectro: rádio → micro-ondas → IV → visível → UV → raios X → raios gama (λ diminui, f aumenta).
- Luz visível: 380–700 nm. Violeta (maior f/menor λ) a vermelho (menor f/maior λ).
- Energia do fóton: E = h·f. Alta frequência → alto E → maior poder ionizante.
- Cada faixa tem aplicações únicas baseadas em sua interação com a matéria.