Espectro elecromagnético

Conoce qué son las ondas electromagnéticas y su espectro.


Espectro es el resultado de la dispersión de un conjunto de radiaciones, de sonidos y, en general, de fenómenos ondulatorios, de tal manera que resulten separados los de distinta frecuencia. El espectro electromagnético es entonces la distribución energética que generan las ondas electromagnéticas en su conjunto, esta distribución produce segmentos o bandas que diferencian varios tipos de onda que estudiaremos en detalle a continuación.

Ondas electromagnéticas

Como todos los fenómenos ondulatorios, las ondas electromagnéticas se originan a partir de vibraciones, en este caso, las vibraciones se producen a nivel microscópico por lo que no podemos verlas. El movimiento de los electrones genera variaciones en los campos eléctrico y magnético, por lo que la perturbación en el caso de las ondas electromagnéticas es de distinta naturaleza que en las ondas mecánicas.

Como los campos eléctricos y magnéticos, además de ser perpendiculares entre sí, son perpendiculares a la dirección de propagación, todas las ondas electromagnéticas son transversales. Algunos ejemplos de este tipo de onda son: rayos X, rayos ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos y microondas.

Espectro electromagnético

El aparato que permite observar los espectros electromagnéticos se llama espectroscopio, a través de él es posible observar y realizar medidas (de la frecuencia, longitud de onda e intensidad de radiación) sobre el espectro emitido por una onda en particular; estas medidas permiten identificar una onda de la misma forma que las huellas digitales lo hacen son las personas.

Cada elemento químico tienen su propio espectro de radiación, este puede ser:

  • Espectro de emisión: Conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas emitidas por un elemento en estado gaseoso cuando se le imprime energía.
  • Espectro de absorción: Conjunto de frecuencia de las ondas electromagnéticas absorbidas por un material dentro de un rango de frecuencias incidentes.

El espectro de las ondas electromagnéticas diferencia las ondas de acuerdo a su longitud de onda y frecuencia, desde las radiaciones de onda corta hasta las de onda larga, se estima que la mínima longitud de onda posible corresponde a la longitud de Planck y la máxima es el tamaño del universo. Los segmentos del espectro, ordenados de mayor a menor frecuencia,son:

Rayos Gamma (>1·1020 Hz):

Este tipo de radiación es producida por elementos radioactivos, debido a la gran cantidad de energía que posee es la más penetrante, son necesarias capas gruesas de plomo u hormigón para detenerla.

Rayos X (6·1016 – 1·1020 Hz):

Este tipo de radiación en producida a nivel atómico, pero no en el núcleo (como los rayos Gamma) sino que en la órbita electrónica, debido a la desaceleración de los electrones. Es capaz de atravesar los cuerpos y estamparse en películas fotográficas. Son usadas en radioterapia, radiografías y fotocopiadoras.

Ultravioleta (7,5·1014 – 6·1016 Hz):

Radiación invisible emitida por el sol, puede ser UV-A (responsable del bronceado de la piel) o UV-B (aumenta probabilidad de contraer cáncer a la piel, melanoma y catarata). Es usada como fuente de esterilización.

Luz Visible (4,6·1014 – 7,5·1014 Hz):

Único tipo de radiación que puede ser percibida por el ojo humano. Este tipo de onda puede ser transmitida a través de fibra óptica, lo que implica, gracias a su alta frecuencia, el traslado de gran cantidad de información. Los colores que vemos dependen de la frecuencia de la onda, todos ellos forman parte de la luz visible.

Infrarrojo (3·1012 – 4,6·1014 Hz):

La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo con temperatura mayor al cero absoluto (Oº Kelvin ó -273º C). Se usan en sistemas especiales de comunicación, controles remotos y descubrir cuerpos móviles en la oscuridad.

Microondas (3·10– 3·1012 Hz):

Existen esencialmente dos formas de generar este tipo de onda: dispositivo de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Además de ser usadas en los hornos microondas, son empleadas en las transmisiones telefónicas y señales de televisión.

Ondas de radio (<3·108 Hz):

Incluye a las ondas de radio AM y FM, siendo estas últimas las ondas con frecuencias más altas. Estas ondas pasan libremente a través de la atmósfera de la Tierra y están estrechamente relacionadas con las comunicaciones.

espectro