Radiación electromagnético

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Pa los aspeutos teóricos ver onda electromagnética.

La radiación electromagnético ye una combinación de campos eléctricos y magnéticos trémboles, que s'arrobinen al traviés del espaciu tresportando enerxía d'un llugar a otru.[1]

La radiación electromagnético puede manifestase de diverses maneres como calor radiao, lluz visible, rayos X o rayo gamma. A diferencia d'otros tipos de onda, como'l soníu, que precisen un mediu material p'arrobinase, la radiación electromagnético puede arrobinase nel vacíu. Nel sieglu XIX pensábase qu'esistía una sustanza indetectable, llamada éter, qu'ocupaba'l vacíu y sirvía de mediu d'espardimientu de les ondes electromagnétiques. L'estudiu teóricu de la radiación electromagnético denominar electrodinámica y ye un subcampo del electromagnetismu.

Fenómenos acomuñaos a la radiación electromagnético[editar | editar la fonte]

Esisten ensame de fenómenos físicos asociaos cola radiación electromagnético que pueden ser estudiaos de manera unificada, como la interacción d'ondes electromagnétiques y partícules cargaes presentes na materia. Ente estos fenómenos tán por casu la lluz visible, el calor radiao, les ondes de radiu y televisión o ciertos tipos de radioactividá por citar dalgunos de los fenómenos más destacaos. Toos estos fenómenos consisten na emisión de radiación electromagnético en distintos rangos de frecuencies (o equivalentemente distintos llargores d'onda), siendo'l rangu de frecuencia o llargor d'onda el más usáu pa clasificar los distintos tipos de radiación electromagnético. La ordenación de los diversos tipos de radiación electrogmanética por frecuencia recibe'l nome de espectru electromagnéticu.

Lluz visible[editar | editar la fonte]

La lluz visible ta formada por radiación electromagnético que les sos llargores d'onda tán entendíes ente 400 y 700 nm. La lluz ye producida na corteza atómica de los átomos, cuando un átomu por diversu motivos reciben enerxía pue que dalgunos de los sos electrones pasen a capes electróniques de mayor enerxía. Los electrones son inestables en capes altes de mayor enerxía si esisten niveles enerxéticos inferiores sacupaos, polo que tienden a cayer escontra estos, pero al aparrar escontra niveles inferiores el caltenimientu de la enerxía rique la emisión de fotones, que les sos frecuencies frecuentemente cayen nel rangu de frecuencies acomuñaos a la lluz visible. Eso ye precisamente lo qu'asocede en fenómenos d'emisión primaria tan diversos como la llapada del fueu, un filamente incandescente d'una llámpara o la lluz procedente del sol. Secundariamente la lluz procedente d'emisión primaria pue ser reflexada, refractada, absorbida parcialmente y esa ye la razón pola cual oxetos que nun son fontes d'emisión primaria son visibles.

Calor radiao[editar | editar la fonte]

Cuando se someten a dalgún metal y otres sustances a fontes de temperatura estes calécense y lleguen a emitir lluz visible. Pa un metal esti fenómenu denominar calecer "en caldia", una y bones la lluz emitida primeramente ye acoloratada-anaranxada, si la temperatura álzase más blanca-amarellentada. Convien señalar que primero que la lluz emitida por metales y otres sustances sobrecalentadas sía visible estos mesmos cuerpos radien calor en forma de radiación infrarroxo que ye un tipu de radiación electromagnético non visible directamente pol güeyu humanu.

Interacción ente radiación electromagnético y conductores[editar | editar la fonte]

Cuando un alambre o cualquier oxetu conductor, tal como una antena, conduz corriente alterna, la radiación electromagnético arrobinar na mesma frecuencia que la corriente.

De forma similar, cuando una radiación electromagnético incide nun conductor eléctricu, fai que los electrones de la so superficie bazcuyen, xenerándose d'esta forma una corriente alterna que la so frecuencia ye la mesma que la de la radiación incidente. Esti efectu usar nes antenes, que pueden actuar como emisores o receptores de radiación electromagnético.

Estudios por aciu analises del espectru electromagnéticu[editar | editar la fonte]

Puede llograse muncha información alrodiu de les propiedaes físiques d'un oxetu al traviés del estudiu del so espectru electromagnéticu, yá sía pola lluz emitida (radiación de cuerpu negru) o absorbida por él. Esto ye la espectroscopia y úsase llargamente en astrofísica y química. Por casu, los átomos de hidróxenu tienen una frecuencia natural d'oscilación, polo qu'emiten ondes de radio, que tien un llargor d'onda de 21,12 cm.

Ver tamién: Espectrofotometría

Penetración de la radiación electromagnético[editar | editar la fonte]

En función de la frecuencia, les ondes electromagnétiques pueden nun travesar medios conductores. Esta ye la razón pola cual les tresmisiones de radio nun funcionar sol mar y los teléfonos móviles quedar ensin cobertoria dientro d'una caxa de metal. Sicasí, como la enerxía nun se crea nin se destrúi, cuando una onda electromagnética topeta con un conductor pueden asoceder dos cuesas. La primera ye que se tresformen en calor: esti efectu tien aplicación nos fornos de microondes. La segunda ye que se reflexen na superficie del conductor (como nun espeyu).

Refraición[editar | editar la fonte]

La velocidá d'espardimientu de la radiación electromagnético nel vacíu ye c. La teoría electromagnética establez que:

c=\frac{1}{\sqrt{\epsilon_0\mu_0}}

siendo \epsilon_0 y \mu_0 la permitividad eléctrica y la permeabilidá magnética del vacíu respectivamente.

Nun mediu material la permitividad eléctrica \epsilon tien un valor distintu a \epsilon_0. Lo mesmo asocede cola permeabilidá magnética \mu y, poro, la velocidá de la lluz nesi mediu v va ser distintu a c. La velocidá d'espardimientu de la lluz en medios distintos al vaciu ye siempres inferior a c.

Cuando la lluz camuda de mediu esperimenta una esviación que depende del ángulu con qu'incide na superficie que dixebra dambos medios. Fálase, entós, d'ángulu incidente y ángulu de tresmisión. Esti fenómenu, denomináu refraición, ye claramente apreciable na esviación de los fexes de lluz qu'inciden na agua. La velocidá de la lluz nun mediu puede calculase a partir del so permitividad eléctrica y de la so permeabilidá magnética de la siguiente manera:

v=\frac{1}{\sqrt{\epsilon\mu}}

Dispersión[editar | editar la fonte]

Dispersión de la lluz blanco nun prisma.

La permitividad eléctrica y la permeabilidá magnética d'un mediu distintu del vacíu dependen, amás de la naturaleza del mediu, del llargor d'onda de la radiación. D'esto esprender que la velocidá d'espardimientu de la radiación electromagnético nun mediu depende tamién del llargor d'onda de dicha radiación. Poro, la esviación d'un rayu de lluz al camudar de mediu va ser distintu pa cada color (pa cada llargor d'onda). L'exemplu más claru ye'l d'un fexe de lluz blanco que se "descompon" en colores al pasar por un prisma. La lluz blanco ye realmente la suma de fexes de lluz de distintos llargores d'onda, que son esviaes de manera distinta. Esti fenómenu llámase dispersión. Ye'l causante de la aberración cromática, el halo de colores que puede apreciase alredor de los oxetos al reparalos con preseos qu'utilicen lentes como prismáticos o telescopius.

Radiación por partícules aceleraes[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Fórmula de Larmor

Una consecuencia importante de la electrodinámica clásica ye qu'una partícula cargada en movimientu aceleráu (rectilliniu, circular o d'otru tipu) tien d'emitir ondes electromagnétiques siendo la potencia emitida proporcional al cuadráu de la so aceleración, de fechu la fórmula de Larmor pa la potencia emitida vien dada por:


 P = \frac{q^2 a^2}{6 \pi \varepsilon_0 c^3}

Onde:

q\, ye la carga eléctrica de la partícula.
a\, ye l'aceleración de la partícula.
\varepsilon_0\, la permitividad eléctrica del vacíu.
c\, ye la velocidá de la lluz.

Un exemplu d'esti fenómenu d'emisión de radiación per parte de partícules cargaes ye la radiación de sincrotrón.

Espectru electromagnéticu[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Espectru electromagnéticu

Atendiendo al so llargor d'onda, la radiación electromagnético recibe distintos nomes, y varia dende los enerxéticos rayo gamma (con un llargor d'onda del orde de picómetros) hasta les ondes de radio (llargores d'onda del orde de kilómetrus), pasando pol espectru visible (que la so llargor d'onda ta nel rangu de les décimes de micrómetru). El rangu completu de llargores d'onda ye lo que se denomina'l espectru electromagnéticu.

L'espectru visible ye un minúsculu intervalu que va dende'l llargor d'onda correspondiente a'l color violeta (aprosimao 400 nanómetros) hasta'l llargor d'onda correspondiente a'l color colloráu (aprosimao 700 nm).

En telecomunicaciones clasifiquen les ondes por aciu un conveniu internacional de frecuencies en función del empléu al que tán destinaes como se repara na tabla, amás débese considerar un tipu especial llamáu microondes, que s'asitien el so rangu de frecuencies ente 1 GHz y 300 GHz, esto ye, llargores d'onda d'ente 30 centímetros a 1 milímetru, que tienen la capacidá de travesar la ionosfera terrestre, dexando la comunicación satelital.

Clasificación de les ondes en telecomunicaciones
Sigla Rangu Denominación -----------------
VLF
10 kHz a 30 kHz
Bien baxa frecuencia
Radio gran algame
LF
30 kHz a 300 kHz
Baxa frecuencia
Radio, saléu
MF
300 kHz a 3 MHz
Frecuencia media
Radio d'onda media
HF
3 MHz a 30 MHz
Alta frecuencia
Radio d'onda curtia
VHF
30 MHz a 300 MHz
Bien alta frecuencia
TV, radio
UHF
300 MHz a 3 GHz
Ultra alta frecuencia
TV, radar, telefonía móvil
SHF
3 GHz a 30 GHz
Super alta frecuencia
Radar
EHF
30 GHz a 300 GHz
Desaxeradamente alta frecuencia
Radar

Esplicaciones teóriques de la radiación electromagnético[editar | editar la fonte]

Ecuaciones de Maxwell[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Ecuaciones de Maxwell

Maxwell acomuñó delles ecuaciones, anguaño denominaes Ecuaciones de Maxwell, de les que s'esprende qu'un campu eléctrico variable nel tiempu xenera un campu magnético y, recíprocamente, la variación temporal del campu magnético xenera un campu eléctrico. Puede visualizase la radiación electromagnético como dos campos que se xeneren mutuamente, polo que nun precisen de nengún mediu material p'arrobinase. Les ecuaciones de Maxwell tamién predicen la velocidá d'espardimientu nel vacíu (que se representa c, pola velocidá de la lluz, con un valor de 299.792.458 m/s), y la so dirección d'espardimientu (perpendicular a les oscilaciones del campu eléctrico y magnético que, de la mesma, son perpendiculares ente sigo).

Dualidá onda-corpúsculu[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Dualidá onda corpúsculu

Dependiendo del fenómenu estudiáu, la radiación electromagnético puede considerase non como una serie d'ondes sinón como un fexe o fluxu de partícules, llamaes fotones. Esta dualidá onda-corpúsculo fai que cada fotón tenga una enerxía directamente proporcional a la frecuencia de la onda acomuñada, dada pola relación de Planck:


Y=h\nu\,

onde Y ye la enerxía del fotón, h ye la constante de Planck y \nu ye la frecuencia de la onda.

Valor de la constante de Planck

h =\,\,\, 6.626\ 0693 (11) \times10^{-34}\ \mbox{J}\cdot\mbox{s} \,\,\, = \,\,\, 4.135\  667\ 43(35) \times10^{-15}\ \mbox{eV}\cdot\mbox{s}

Asina mesmu, considerando la radiación electromagnético como onda, el llargor d'onda \lambda y la frecuencia d'oscilación \nu tán rellacionaes por una constante, la velocidá de la lluz nel mediu (c nel vacíu):


c = \lambda \nu\,

A mayor llargor d'onda menor frecuencia (y menor enerxía según la relación de Plank).

Vease tamién[editar | editar la fonte]

Notes[editar | editar la fonte]

  1. [1] Axentes físicos en rehabilitación. Escritu por Michelle H. Cameron. Páxina 346. (books.google.es).

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]


Plantía:Bonu Plantía:Destacáu