Espectro Electromagnético

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

El Espectro Electromagnético es la serie de todas las clases de ondas electromagnéticas presentes en el universo, ordenadas por su frecuencia.

Ondas electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son partículas cargadas eléctricamente que están en movimiento, formando así una corriente eléctrica. La corriente tendrá cambios periódicos de magnitud y de sentido, por lo que oscilará. Una corriente eléctrica que cambia u oscila debido a este  movimiento, va a generar un campo magnético.

A su vez, un campo magnético que cambia u oscila, crea un campo eléctrico. A este proceso se le llama inducción electromagnética. Si el campo magnético oscila, el campo eléctrico generado también lo hará. Los dos Campos, Eléctrico y Magnético, que oscilan, crearán en conjunto la Onda Electromagnética.

Frecuencia de Onda 

La frecuencia de onda es el número de veces que oscila la onda por cada segundo que pasa. La unidad para definir la frecuencia es el Hertz.

Otra manera de definir la frecuencia es el número de veces que la onda tiene un recorrido completo en un tiempo de un segundo.

Equivalencia de un Hertz

Longitud de Onda

La longitud de onda es la distancia que abarca un ciclo de la oscilación de una onda. Puede tener valores tan diversos que van desde la escala de un núcleo atómico hasta decenas de metros o mayores.

Siendo que las partículas van a la velocidad de la luz, será sencillo calcular la longitud de onda, teniendo como dato la frecuencia.

Valor de la Velocidad de la Luz y Longitud de onda

Por ejemplo, para calcular la longitud de onda para una emisora de radio a 100MHz primero se convierten las unidades que se tienen a unas que faciliten la cancelación, en el sistema mKs:

Cálculo de la Longitud de onda

Espectro Electromagnético

El Espectro Electromagnético nos permite ver en qué orden se colocan las ondas electromagnéticas de acuerdo con su longitud de onda, para conocer su intensidad. Partiendo de las ondas más largas, se enlistan: Ondas de Radio, Microondas, Infrarrojo, Luz visible, Ultravioleta, Rayos X, Rayos Gamma. 

Ondas de Radio

En este tipo de ondas electromagnéticas, se parte de las VHF (very high frecuencies), que comienzan en 50 MHz aproximadamente. La letra M indica el prefijo “Mega”, que representa el orden de “x 106 unidades”, es decir, multiplica por un millón el número 50 que le antecede.

La Radio FM va de 88 a 108 MHz. Es esta onda la que reciben todos los aparatos de radio y los dispositivos móviles, para mostrar las estaciones que transmiten los programas de radio. Su longitud va desde los Kilómetros hasta los centímetros (103 metros a 10-2 metros).

Transmisión de ondas de radio

Microondas

Las microondas son el tipo de onda electromagnética que tiene una longitud de onda más corta que las Ondas de Radio. Su onda llega a medir desde Centímetros hasta centenas de milímetro (10-2 metros a 10-5 metros). Se pueden utilizar para el fin doméstico de calentar la comida. Se fabrican hornos especiales capaces de generar estas ondas en su interior, para que donde mismo los alimentos vayan recibiéndolas y aumentando su temperatura.

La característica de las microondas que se aprovecha en los hornos de microondas es que se calienta desde su estructura interna el alimento, hasta la superficie.

A veces el problema con el uso de microondas para el calentamiento de alimentos es que comienzan a alterar o degradar el material del recipiente que porta la comida, como el poliestireno. Se llega a un efecto cancerígeno si se comienzan a liberar Dioxinas, sustancias nocivas que se derivan de la incidencia de las microondas sobre el poliestireno. Éstas contaminan el alimento si se hace así este procedimiento. Deben usarse recipientes plásticos o de vidrio para introducir el alimento para calentar.

Otro efecto de las microondas es que generan una especie de efecto fotoeléctrico si se llegan a introducir metales a los hornos de microondas. Por eso está prohibido meter cucharas, tenedores, cuchillos y otros utensilios metálicos al horno. Hay riesgo de que se generen chispazos por el arranque de electrones de valencia del material, y se descomponga el horno.

Aplicación de las Microondas - Horno de Microondas

Infrarrojo 

La región del infrarrojo tiene una onda electromagnética más corta que las microondas. Se puede decir que la sensación de calor que se tiene en el cuerpo al estar expuestos al sol se debe a esta radiación. Los objetos se sienten calientes porque emiten ondas electromagnéticas del infrarrojo a través del ambiente. Además, cuando hacemos ejercicio físico, generando un aumento de temperatura en el cuerpo, generamos ondas de infrarrojo para emitirlas como calor al exterior.

Su longitud de onda está en el rango de las centésimas de milímetro, como la punta de una aguja, hasta las micras, que ya comienzan a corresponder al tamaño celular. (10-5 metros a 10-6 metros).

Existen cámaras de video que captan cómo estas ondas se encuentran distribuidas o concentradas en el entorno, diciéndonos en una escala de colores qué objeto de alrededor está más caliente. Esto tiene mucha utilidad en muchos campos, como la criminología, para detectar la presencia del malhechor desde el exterior de la casa donde se encuentre.  

El nombre de esta onda electromagnética, “infrarrojo”, se debe a que se encuentra justo antes que el Color Rojo de la onda de luz visible, que es la siguiente en el espectro electromagnético.

Vista de una cámara con visión infrarroja

Luz Visible

La luz visible es conocida como la luz blanca que siempre recibimos del sol y que generamos con electricidad para iluminar los interiores de las casas. Gracias a que el científico Isaac Newton hizo pasar un haz de esta luz a través de una pirámide cristalina, se conoció que esta onda electromagnética está compuesta por siete diferentes longitudes de onda a su vez, que forman los siete diferentes colores del arcoíris.

Los colores que lo componen, desde la onda más larga a la más corta, son: Rojo, Naranja, Amarillo, Verde, Azul, Índigo y Violeta, y el rango en el que se manejan es desde 0.5 millonésimos de metro hasta el orden de la centésima parte de esos millonésimos (0.5x10-6 metros a 10-8 metros).

Nada más esta región del espectro electromagnético es detectable por el ojo humano.

Prisma de Newton en que la luz blanca se divide

Ultravioleta

La región “ultravioleta” del espectro electromagnético recibe este nombre porque se encuentra inmediatamente después del color Violeta de la luz visible. Su longitud va desde (10-8 metros a 10-10 metros), que ya es un tamaño de orden molecular.

Esta onda ya no se puede apreciar con el ojo humano, pero sí sus efectos. La exposición a esta onda es dañina si es muy frecuente o intensa, ya que provoca quemaduras de primer y segundo grado en la piel humana. Si el contacto es prolongado, se llega al cáncer cutáneo.

 Mucha gente recurre a las llamadas “cámaras de bronceado”, que son camas cerradas cuyo interior está cubierto de focos especiales que emiten luz ultravioleta. El fin de estas cámaras son para que la onda ultravioleta incida un rato en la piel de la persona, y ésta termine más “bronceada”, con un diferente tono de piel, lo que será momentáneo hasta que las células de la piel se desprendan.

Es posible crear focos que emitan esta onda encapsulando un poco de Mercurio (Hg). Esto se aprovecha en criminología para las lámparas que detectan en las escenas del crimen residuos como la sangre, a pesar de que ya estuviera todo limpio.

Lámpara de Luz Ultravioleta

Rayos X

Los Rayos X son la onda electromagnética siguiente, abarcando entre (10-10 metros a 10-12 metros) en su longitud, lo que indica que tendrá muchos ciclos completos en un segundo. Tal longitud se traduce a un tamaño atómico. Al ser una onda de muy alta frecuencia, le es posible atravesar los tejidos humanos.

Esta última cualidad permitió que se le llegara a aplicar para estudios anatómicos. Por medio de máquinas especiales que emiten rayos X hacia un objetivo específico, se hace una impresión de la imagen de los huesos de una persona sobre una placa; este procedimiento es llamado Radiografía.  

Efecto de los rayos X sobre una placa para generar una Radiografia

Rayos Gamma

Los Rayos Gamma son la onda  electromagnética más corta, abarcando en su longitud desde (10-10 metros a 10-12 metros), lo que nos lleva a una escala de núcleo atómico. Estos rayos ya se encuentran en el contexto de las radiaciones cósmicas, emitidas por los cuerpos celestes brillantes como las estrellas, encontrando su máxima presencia en las supernovas. Se encuentran también en los rayos solares.

Descarga de Rayos Gamma por un cuerpo celeste

Los rayos gamma son tan peligrosos que propician la generación de cáncer en el cuerpo humano, incluso en las exposiciones más breves.

Citado APA: (A. 2017,09. Espectro Electromagnético. Revista Ejemplode.com. Obtenido 09, 2017, de http://www.ejemplode.com/37-fisica/4680-espectro_electromagnetico.html)

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

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