La radiación electromagnética (radiación EM) está a su alrededor; es fundamental no solo para su comprensión de la física, sino también para su propia supervivencia. Sin la radiación del sol, por ejemplo, la Tierra no podría sustentar la vida.
Lo que los científicos de la NASA y sus parientes han llegado a llamar radiación electromagnética se puede describir en términos físicos como una onda. Las ondas electromagnéticas están unidas por algunas características importantes, pero su impacto práctico en el El mundo varía desde la capacidad de cocinar alimentos rápidamente hasta transmitir información rápidamente a través de enormes distancias.
Las longitudes de onda más cortas están asociadas con frecuencias más altas y alta energía, mientras que las frecuencias más altas se encuentran en una porción de longitud de onda corta del espectro con longitudes de onda más largas. El espectro visible relativamente estrecho ofrece al ojo humano, y por lo tanto a la mente humana intuitiva, una imagen mucho más pequeña de la realidad total que lo que realmente está sucediendo todo el tiempo.
¿Qué son las ondas electromagnéticas?
Unonda electromagnéticaConsiste en una onda de campo eléctrico que oscila en un plano perpendicular (en ángulo recto) a una onda de campo magnético. Dado que la radiación electromagnética actúa como una onda, cualquier onda electromagnética en particular tendrá unafrecuencia (F; a veces denotado porνen su lugar) ylongitud de onda λ(la letra griega lambda) asociado con él.
Sin embargo, las ondas electromagnéticas no requieren un medio físico como el aire (la atmósfera de la Tierra está cargada de gases y no es mera "espacio") o agua a través de la cual propagarse y, por lo tanto, pueden atravesar el vacío del espacio vacío, lo que hacen a la velocidad de la luz.C, que es 3 × 108 m / s, o alrededor de 6 billones de millas por hora. Quizás no sea necesario decir que esta es la velocidad más rápida del universo.
El espectro electromagnético
Las ondas electromagnéticas pueden tener muchas longitudes de onda y frecuencias diferentes, siempre queel producto de la longitud de onda y la frecuencia de una onda dada es igual a la velocidad de la luz(es decir, λf = c). Piense en un escuadrón de luchadores de la misma categoría de peso reducido; algunos serán más altos y delgados, otros más cortos y compactos, pero por definición todos tienen una masa muy parecida a pesar de la gran variedad de apariencias.
El rango de longitudes de onda en todo el espectro EM se divide en varios tipos de radiación electromagnética. En el orden de la frecuencia más baja (energía más alta, longitud de onda más larga) a la frecuencia más alta (energía más baja, longitud de onda más corta), estos tipos de radiación son:
- Ondas de radio:Estas ondas, que permitieron escuchar "retransmisiones" mucho antes que Internet, han
Valores de λ que comienzan en aproximadamente 1 my se extienden más allá de 108 m (100 millones de m). Microondas:Los hornos de microondas son la manifestación tecnológica más obvia de este tipo de radiación, que abarca el espectro de longitud de onda de aproximadamente 10-3 m (1 milímetro o mm) a 1 m. Radiación infrarroja:La luz infrarroja se encuentra entre 7 × 10-7 m (700 nanómetros, o nm) y 1 mm, y se recoge con equipos ópticos y se utiliza visualmente en gafas de "visión nocturna". *Luz visible:El espectro de luz visible existe en una banda estrecha entre aproximadamente 4
× 10-7 my 7
× 10-7 m (400 nm y 700 nm). De menor a mayorenergía, y por lo tanto de más largo a más cortolongitud de onda,el orden espectral de los colores visibles se puede recordar por"Roy G. Viva ": rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Radiación ultravioleta:Luz ultravioleta (10-8 m hasta 4 × 10-7 m, o 10 nm a 400 nm) se utiliza en camas de bronceado y es emitida por el sol; es el tipo de energía electromagnética que causa quemaduras solares y probablemente cánceres de piel.
Rayos X:Esta radiación de mayor energía (10-11 a 10-8 m, o de 0,01 a 10 nm) se utiliza en diagnósticos; las grandes exposiciones pueden ser peligrosas para la salud. *Rayos gamma:El EM de mayor energía se encuentra atravesando el espacio exterior; esta radiación tiene longitudes de onda inferiores a 1/100 de nanómetro. Afortunadamente, la atmósfera filtra la mayoría de estos.
Problema de ejemplo del espectro electromagnético
Te despiertas en un planeta donde la velocidad de la luz es de 60 metros por segundo, pero las leyes físicas en general son las mismas que en la Tierra. Si las longitudes de onda de la luz azul y la luz roja en este planeta son de 5 cm y 10 cm respectivamente, y el amarillo se encuentra exactamente entre ellas en el espectro, ¿cuál es elfrecuenciade luz amarilla aquí?
La longitud de onda λ de la luz amarilla en este planeta debe ser la mitad de la distancia entre 5 y 10 cm, o 7,5 cm. Dado que λf = c = 300 m / s,
f = \ frac {60} {0.075} = 800 \ text {ciclos por segundo}
- Los ciclos por segundo tienen su propiounidad derivadaen física, el hercio (Hz).