כשמהנדסות אומרות: הספקטרום האלקטרומגנטי, הן מתכוונות למגוון רחב של אורכי גל, רק חלק קטן מאוד מתוכו העין האנושית מסוגלת לראות. הספקטרום האלקטרומגנטי מכיל בתוכו למשל גלים קצרים מאוד כמו קרני רנטגן, גלים פחות קצרים כמו אולטרה סגול (UV: Ultra Violet), את כל אורכי הגל שהעין האנושית מסוגלת לקלוט (ולכן מכונים האור הנראה visible), וכן גלים ארוכים יותר כאינפרא אדום (IR: Infra Red) ואף גלים ארוכים הרבה יותר כגלי מיקרו (micro wave), וגלים יותר יותר ארוכים כגלי רדיו.

 

מהו אור: הדואליות של האור

האור הוא תופעה פיסיקלית בעלת תכונה מוזרה מאוד: ניתן לתאר אותה בשתי דרכים שונות. לעיתים האור מתנהג בדרך אחת, ולעיתים הוא מתנהג בדרך אחרת. מבלבל? בהחלט. תיאוריה אחת גורסת שהאור מתנהג כמו חלקיק קטן, הנקרא פוטון. תיאוריה שניה גורסת שהאור מתנהג כמו גל, כפי שניתן לתאר לדוגמא גל קול. בפוסט הזה נתייחס לתכונה הגלית של האור, ונניח שהאור מתנהג כמו גל, או יותר נכון, כמו מגוון רחב מאוד של גלים. מגוון הגלים האלו נקרא: הספקטרום האלקטרומגנטי. כשמסתכלים על אור ברזולוציה גסה מאוד ניתן להניח שקרני האור מתקדמות בצורה ישירה, וגישה זו מכונה "אופטיקה גיאומטרית".

 

ספקטרום האור הנראה

המילה "אור" בדרך כלל מתקשרת לנו לאותה תופעה שהעין האנושית מסוגלת לקלוט, כלומר, לראות. למעשה, רק חלק קטן מאוד מהספקטרום האלקטרומגנטי ניתן לראות בעין האנושית. ישנם בעלי חיים שהספקטרום, כלומר המנעד של אורכי הגל שהם יכולים לראות כולל אורכי גל שאנחנו לא נוכל לראות, אך עדיין מדובר במקטע קטן מתוך הספקטרום. ואיך נראה הספקטרום הזה, איך הוא בא לידי ביטוי בראייה שלנו? אורכי הגל השונים באים לידי ביטוי בצבעים שונים. אורכי גל קצרים, יראו לנו בגווני כחול. אורכי גל מעט יותר ארוכים, בצבעי ירוק. לאחר מכן יגיעו גוונים צהבהבים, כתומים, ולבסוף אדומים.

 

דבורים מסוגלות לראות קרינה אולטרא סגולה

 

ספקטרום האור התת נראה

אורכי הגל הקצרים ביותר שהעין האנושית מסוגלת לקלוט, הם כאמור אורכי הגל שנראים בגוונים כחולים. אורכי גל קצרים מאלו לא נוכל לראות, והם נקראים אולטרא סגול. ישנן חיות כמו למשל דבורים, המסוגלות לראות אורכי גל אלו, ובהתאמה פרחים המעוניינים למשוך את הדבורים מציגים צבעים אלו. כך שצבעים נסתרים מהעין האנושית נגישים לחיות מסויימות. גלים קצרים יותר משמשים אותנו לדימות רפואי, לדוגמא בצילום רנטגן. אנו למעשה "מרחיבים" את תחום הספקטרום האלקטרומגנטי אליו אנו רגישים באמצעות שימוש בגלאים ומצלמות, ולאחר מכן בעיבוד תמונה מתאים.

 

ספטקרום האור העל נראה

אורך הגל הארוך ביותר הנראה לעין, הוא אורך הגל שמתבטא כצבע אדום. אם מתקדמים עוד באורכי הגל, מגיעים לתחום האינפרא אדום, כלומר, אורכי גל שהם מעבר ליכולת הראיה שלנו. גופים חמים פולטים קרינה אלקטרומגנטית בתחום האינפרא אדום, לדוגמא, בעלי חיים או מכוניות. ישנן זנים של חיות בעלי יכולת לקלוט את גלי האינפרא אדום שמקורם בטרף שלהם. נחשים משתמשים ביכולת זו על מנת לאתר את טרפם, למשל מכרסמים קטנים. הם מפצים ביכולת הזו על ראייה פחות מפותחת בתחומים אחרים של הספקטרום.

 

הספקטרום האלקטרומגנטי (מקור: ויקיפדיה, תחת רשיון CC)

 

הספקטרום האלקטרומגנטי של השמש

השמש היא עוצמתית מבחינת עוצמת האור שהיא מספקת, וגם בעלת מנעד רחב ביותר של אורכי גל. למעשה היא המודל למקור אור אידיאלי, שנקרא גוף שחור. בתוך אור השמש ישנם אורכי גל שאנחנו מסוגלים לראות. אורכי הגל האלו פוגעים בעצמים שונים סביבנו, קרני האור החוזרות מהם נקלטות בעין שלנו, ויוצרות אצלנו תמונה. כאשר אנו מאירות באור מלאכותי, למשל בתוך הבית, נעשה שימוש במקור אור שמכיל מנעד מצומצם יותר של אורכי גל ביחס לשמש. לכן, ישנם עצמים שנראה פחות טוב בתאורה מלאכותית מאשר בתאורה טבעית שמקורה בשמש.

 

אורך גל ותדירות

ככל שאורך הגל של "צבע" מסוים בספקטרום האלקטרומגנטי יותר קצר, כך התדירות של אותו צבע היא יותר גדולה. כלומר, יש יותר מחזורים שלמים של אותו אורך גל בזמן נתון. בנוסף, אורך הגל הזה הוא יותר "אנרגטי", הוא בעל אנרגיה גבוהה יותר בהשוואה לאורכי גל ארוכים יותר שחוזרים פחות פעמים באותו זמן נתון. כך גם לכיוון השני: אורכי גל בעלי תדירות נמוכה ואורך גל ארוך, כמו למשל גלי רדיו, הם בעלי אנרגיה נמוכה.

 

קרינה מייננת, אנרגיית פוטון

כאמור בסעיף הקודם, גלים קצרים יותר הם יותר אנרגטיים. כלומר, לכל פוטון, חלקיק של אור, יש יותר אנרגיה מל"אחיו" בעלי אורך גל יותר ארוך. כך לחלקיק אור בצבע ירוק, יהיה יותר אנרגיה מלחלקיק אור בצבע אדום. לחלקיק אור בצבע כחול, יהיה יותר אנרגיה מלחלקיק אור בצבע ירוק. מדוע יש להזהר מקרינת UV, ולמה נעזרים במשקפי שמש בעלי סינון קרינה זו, ובקרם הגנה לעור? זאת מפני שקרינת UV, כלומר Ultra Violet או אולטרא סגול בעברית, היא קרינה בעלת אורך גל קצר יותר אפילו מהצבע הכחול, שהוא האור בעל האנרגיה הגבוהה ביותר, הנראה לעין האנושית. פוטונים בעלי אנרגיה רבה הם בעלי יכולת "מייננת", כלומר, הם מסוגלים בעזרת האנרגיה שלהם לגרום לפליטה של יונים בחומר בו הם פוגעים, וכך לשנות את תכונות החומר.

 

אריות ים משתזפים חשופים לקרינת אולטרא סגול

 

הספקטרום האלקטרומגנטי בכל פינה

העולם סביבנו בנוי על הספקטרום האלקטרומגנטי, הן בביטויים הטבעיים שלו והן במבנים מעשי ידי האנושות. הקשת בשמיים מבטאת אולי בצורה המרהיבה ביותר את חלקו הנראה לעין של הספקטרום האלקטרומגנטי, אך יש לזכור שזהו רק חלק קטן מאוד מהספקטרום הרחב יותר. טכנולוגיה כמו זו המאפשרת את החימום במיקרוגל בעזרת קרניים אלקטרומגנטיות היא חלק בלתי נפרד מהעולם העכשווי. אורכי גל המשמשים לצורך דימות רפואי כדוגמת קרני X, מאפשרים לראות בתווך שאינו נגיש לעין האנושית, ותקשורת מהירה מתבצעת באמצעות סיבים אופטיים, שבתוכם עובר אור… במהירות האור!

 

 

אהבתן את הפוסט? מוזמנות לעקוב אחרי בפייסבוק, באינסטגרם ובטלגרם, או להרשם כאן ומבטיחה לעדכן אתכן בפוסטים חדשים:

*הפוסט נכתב בלשון נקבה אך מיועד לנשים, גברים ומגדרים אחרים בצורה שווה.

One Reply to “הספקטרום האלקטרומגנטי”

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

אתר זה עושה שימוש באקיזמט למניעת הודעות זבל. לחצו כאן כדי ללמוד איך נתוני התגובה שלכם מעובדים.