No século XVII, a palavra espectro foi introduzida na óptica por Isaac Newton, referindo-se à gama de cores observadas quando a luz branca foi dispersa através de um prisma. Logo o termo referia-se a um gráfico de intensidade de luz ou potência em função da frequência ou comprimento de onda, também conhecido como gráfico de densidade espectral.
O termo espectro foi expandido para se aplicar a outras ondas, tais como ondas sonoras que também podiam ser medidas em função da frequência, espectro de frequência e espectro de potência de um sinal. O termo aplica-se agora a qualquer sinal que possa ser medido ou decomposto ao longo de uma variável contínua, tal como energia em espectroscopia electrónica ou relação massa/carga em espectrometria de massa. O espectro é também utilizado para se referir a uma representação gráfica do sinal em função da variável dependente.
Editar espectro electromagnético
Electromagnetic spectrum refere-se à gama completa de todas as frequências de radiação electromagnética e também à distribuição característica da radiação electromagnética emitida ou absorvida por esse objecto em particular. Os dispositivos utilizados para medir um espectro electromagnético são chamados espectrógrafo ou espectrómetro. O espectro visível é a parte do espectro electromagnético que pode ser vista pelo olho humano. O comprimento de onda da luz visível varia de 390 a 700 nm. O espectro de absorção de um elemento químico ou composto químico é o espectro de frequências ou comprimentos de onda da radiação incidente que são absorvidos pelo composto devido às transições dos electrões de um estado de energia inferior para um estado de energia superior. O espectro de emissão refere-se ao espectro de radiação emitida pelo composto devido às transições dos electrões de um estado de energia mais elevado para um estado de energia mais baixo.
Luz de muitas fontes diferentes contém várias cores, cada uma com o seu próprio brilho ou intensidade. Um arco-íris, ou prisma, envia estas cores componentes em diferentes direcções, tornando-as individualmente visíveis em ângulos diferentes. Um gráfico da intensidade traçado contra a frequência (mostrando o brilho de cada cor) é o espectro de frequência da luz. Quando todas as frequências visíveis estão igualmente presentes, a cor percebida da luz é branca, e o espectro é uma linha plana. Portanto, os espectros de linha plana em geral são frequentemente referidos como brancos, quer representem luz ou outro tipo de fenómeno de ondas (som, por exemplo, ou vibração numa estrutura).
Na rádio e telecomunicações, o espectro de frequências pode ser partilhado entre muitos radiodifusores diferentes. O espectro de rádio é a parte do espectro electromagnético correspondente a frequências inferiores a 300 GHz, o que corresponde a comprimentos de onda superiores a cerca de 1 mm. O espectro de microondas corresponde a frequências entre 300 MHz (0,3 GHz) e 300 GHz e comprimentos de onda entre um metro e um milímetro. Cada estação de rádio e televisão transmite uma onda numa gama de frequências atribuída, chamada canal. Quando muitas emissoras estão presentes, o espectro de rádio consiste na soma de todos os canais individuais, cada um com informação separada, espalhados por um largo espectro de frequências. Qualquer receptor de rádio em particular detectará uma única função de amplitude (voltagem) versus tempo. O rádio utiliza então um circuito sintonizado ou sintonizador para seleccionar um único canal ou banda de frequência e desmodular ou descodificar a informação a partir desse emissor. Se fizéssemos um gráfico da força de cada canal vs. a frequência do sintonizador, seria o espectro de frequência do sinal da antena.
Na espectroscopia astronómica, a força, forma e posição das linhas de absorção e emissão, bem como a distribuição geral da energia espectral do continuum, revelam muitas propriedades dos objectos astronómicos. A classificação estelar é a categorização das estrelas com base nos seus espectros electromagnéticos característicos. A densidade do fluxo espectral é utilizada para representar o espectro de uma fonte de luz, tal como uma estrela.
Na radiometria e colorimetria (ou na ciência da cor em geral), a distribuição da potência espectral (DPS) de uma fonte de luz é uma medida da potência contribuída por cada frequência ou cor de uma fonte de luz. O espectro de luz é geralmente medido em pontos (muitas vezes 31) ao longo do espectro visível, no espaço de comprimento de onda em vez do espaço de frequência, o que o torna não estritamente uma densidade espectral. Alguns espectrofotómetros podem medir incrementos tão finos como um a dois nanómetros. os valores são usados para calcular outras especificações e depois traçados para mostrar os atributos espectrais da fonte. Isto pode ser útil na análise das características de cor de uma determinada fonte.
Editar espectro de massa
Um gráfico da abundância de iões em função da relação massa/carga é chamado espectro de massa. Pode ser produzido por um instrumento espectrómetro de massa. O espectro de massa pode ser utilizado para determinar a quantidade e massa de átomos e moléculas. A espectrometria de massa tandem é utilizada para determinar a estrutura molecular.
Espectro de energiaEditar
Em física, o espectro energético de uma partícula é o número de partículas ou intensidade de um feixe de partículas em função da energia da partícula. Exemplos de técnicas que produzem um espectro de energia são a espectroscopia de partículas alfa, espectroscopia de perda de energia dos electrões, e espectrometria de energia iónica-cinética-energética analisada em massa.
Espectro discretoEditar
Na física, particularmente na mecânica quântica, alguns operadores diferenciais têm espectros discretos, com intervalos entre valores. Casos comuns incluem o Hamiltoniano e o operador do momento angular.
SpectrogramEdit
Na acústica, um espectrograma é uma representação visual do espectro de frequências do som em função do tempo ou outra variável.
Uma fonte de som pode ter muitas frequências diferentes misturadas. O timbre de um tom musical é caracterizado pelo seu espectro harmónico. O som no nosso ambiente a que nos referimos como ruído inclui muitas frequências diferentes. Quando um sinal sonoro contém uma mistura de todas as frequências audíveis, distribuídas igualmente pelo espectro de áudio, chama-se ruído branco.
O analisador de espectro é um instrumento que pode ser utilizado para converter a onda sonora da nota musical numa exibição visual das frequências constituintes. Esta visualização visual é referida como um espectrograma acústico. Os analisadores de espectro áudio baseados em software estão disponíveis a baixo custo, proporcionando fácil acesso não só aos profissionais da indústria, mas também aos académicos, aos estudantes e ao hobbyista. O espectograma acústico gerado pelo analisador de espectro fornece uma assinatura acústica da nota musical. Para além de revelar a frequência fundamental e os seus tons sobrepostos, o espectrograma é também útil para análise do ataque temporal, decadência, sustentação, e libertação da nota musical.