Espectro
electromagnético
La radiación electromagnética conforma una
combinación de campos magnéticos y eléctricos
oscilantes que se propagan a
través del espacio llevando energía de un sitio a otro.
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Dependiendo del
fenómeno que se quiera estudiar, la
radiación electromagnética se puede considerar como onda
o como fotón. Esta
dualidad onda-corpúsculo determina que cada fotón tenga
una energía
proporcional a la frecuencia de la onda asociada, dada por la
ecuación de
Planck: E=hf,
donde E es
la energía del fotón, h es la
Constante de Planck (h=6.6261 x 10 -34 Js)
y
f
la
frecuencia de la
onda. |
El espectro de la
radiación electromagnética
contiene una amplia banda de frecuencias, que van desde las ondas
radioeléctricas largas hasta los rayos gamma de longitud de onda
corta.
La
radiación es una onda transversal compuesta por
campos eléctricos y magnéticos perpendiculares a la
dirección de propagación y
que forman un ángulo recto. La velocidad de propagación
en el vacío es la misma
para las ondas electromagnéticas, unos 3x108 m/s.
La
luz visible constituye una pequeña parte
(4000-7800 Angstrom, 10-10 m, ó 0.40-0.78 m)
de la gama de radiaciones electromagnéticas, aquellas a las que
son sensibles
nuestros ojos. La luz visible y sus zonas vecinas, la infrarroja y la
ultravioleta, se originan en las transformaciones energéticas
producidas en las
capas electrónicas de los átomos y de las
moléculas. La radiación es una forma
de energía y, para producirse, debe tomar la energía de
una fuente energética.
Después de haber sido excitado por el calor o por una descarga
eléctrica, un
electrón puede liberar de nuevo su energía potencial en
forma de radiación
electromagnética.
La región del infrarrojo se extiende desde las
mayores longitudes de onda de la luz visible hasta las ondas de
naturaleza
radioeléctrica más cortas llamadas microondas (o
hiperfrecuencias) y su límite
superior está entre 0.8 m
y 1 mmm. Todos los cuerpos emiten radiaciones térmicas o
infrarrojas, debido a
su temperatura.
Se han construido aparatos con fines militares y civiles
que se basan en la posibilidad de detectar diferencias de temperatura.
La radiación radioeléctrica se puede producir por
medio de procesos atómicos, haciendo pasar un haz de
partículas por un campo
magnético.
Para las telecomunicaciones y las emisiones
radioeléctricas se utilizan longitudes de onda de unos 1000 m
(ondas largas),
500 m (ondas medias), por debajo de 100 m Ondas cortas) y alrededor de
10 m
(ondas ultracortas para aficionados y modulación de frecuencia).
Para emisiones
de televisión se usan longitudes de onda de 5 m. La
técnica radioeléctrica
consiste en transmitir información por medio de una onda
portadora. Esto no
pude hacerse con una sola frecuencia de emisión, necesita una
cierta amplitud
de la banda de frecuencia alrededor de la onda portadora y, cuanto
más amplia
es esta banda más información puede transmitirse. Las
emisiones de televisión
necesitan bandas mucho más anchas que la radio, porque el
contenido en la
información de la imagen de televisión transmitida es
mucho mayor que para el
sonido de una emisión de radiofónica.
El radar funciona con longitudes de onda menores a 1
m y las microondas (hiperfrecuencias) con frecuencias menores a 1 cm.
La región ultravioleta empieza en el límite
inferior
de las longitudes de onda de la radiación visible, para
extenderse hasta las
longitudes de onda inferiores a 100 Angstroms. La zona de las ondas de
menor
longitud de onda del ultravioleta coincide con la región de las
mayores
longitudes de onda de los rayos X. Las radiaciones ultravioleta forman
parte de
la radiación de los cuerpos a altas temperaturas.
Los rayos X abarcan la región de las longitudes de
onda de 100 Angstroms hasta 10-4 Angstroms. Los rayos X se
producen
bombardeando un objetivo con electrones acelerados a gran velocidad, en
un
campo eléctrico. La elevada energía de estos electrones
se transforman en rayos
X. Con la radiografía de los rayos X se puede descubrir las
partes ocultas de
un cuerpo normalmente opaco a la luz visible.
Las zonas de menores
longitudes de onda del espectro
de radiaciones electromagnéticas es la de los rayos gamma, el
límite superior
de las longitudes de onda se sitúa alrededor de 1 Angstrom.
Igual que las
radiaciones ópticas, los rayos gamma aparecen en la naturaleza.
Se diferencian
de la luz, no sólo por su longitud de onda sino también
por su producción. Los
procesos que dan origen a las radiaciones gamma por
transformación energética
no se producen a escala electrónica, sino en el interior del
núcleo atómico.
Los rayos gamma son, generalmente, una consecuencia de la
desintegración
radiactiva.
