Radiación electromagnético

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

Radiación electromagnético
radiación (es)

La radiación electromagnético puede manifestase de diverses maneres como calor radiao, lluz visible, rayos X o rayu gamma. A diferencia d'otros tipos d'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 sustancia 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

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 radio 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 distintes llonxitúes d'onda), siendo'l rangu de frecuencia o llonxitú 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 d'espectru electromagnéticu.

Lluz visible

La lluz visible ta formada por radiación electromagnético que les sos llonxitúes 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

Cuando se someten a dalgún metal y otres sustancies 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 sustancies sobrecalentadas sía visible estos mesmos cuerpos radien calor en forma de radiación infrarroxo que ye un tipu de radiación electromagnético non visible direutamente pol güeyu humanu.

Interacción ente radiación electromagnético y conductores

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 llétricu, 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 efeutu usar nes antenes, que pueden actuar como emisores o receptores de radiación electromagnético.

Ver tamién: Interferencia electromagnética

Estudios per aciu analises del espectru electromagnéticu

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 prietu) o absorbida por él. Esto ye la espectroscopia y úsase llargamente en astrofísica y química. Por exemplu, los átomos d'hidróxenu tienen una frecuencia natural d'oscilación, polo qu'emiten ondes de radio, que tien un llonxitú d'onda de 21,12 cm.

Ver tamién: Espectrofotometría

Penetración de la radiación electromagnético

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 efeutu tien aplicación nos fornos de microondes. La segunda ye que se reflexen na superficie del conductor (como nun espeyu).

Refraición

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 llétrica y la permeabilidá magnética del vacíu respeutivamente.

Nun mediu material la permitividad llétrica $\epsilon$ 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 llétrica y de la so permeabilidá magnética de la siguiente manera:

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

Dispersión

Dispersión de la lluz blanco nun prisma.

La permitividad llétrica y la permeabilidá magnética d'un mediu distintu del vacíu dependen, amás de la naturaleza del mediu, del llonxitú d'onda de la radiación. D'esto esprender que la velocidá d'espardimientu de la radiación electromagnético nun mediu depende tamién del llonxitú 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 llonxitú 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 distintes llonxitúes d'onda, que son esviaes de manera distinta. Esti fenómenu llámase dispersión. Ye'l causante de l'aberración cromática, el halo de colores que puede apreciase alredor de los oxetos al reparalos con preseos qu'utilicen lentes como prismáticos o telescopios.

Radiación por partícules aceleraes

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 llétrica de la partícula.

$a\,$ ye l'aceleración de la partícula.

$\varepsilon _{0}\,$ la permitividad llétrica 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

Artículu principal: Espectru electromagnéticu

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

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

Espectru visible

En telecomunicaciones clasifiquen les ondes per aciu un conveniu internacional de frecuencies en función del emplegu 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, llonxitúes 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, navegación
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

Ecuaciones de Maxwell

Artículu principal: Ecuaciones de Maxwell

Maxwell acomuñó delles ecuaciones, anguaño denominaes Ecuaciones de Maxwell, de les que s'esprende qu'un campu llétrico variable nel tiempu xenera un campu magnéticu y, recíprocamente, la variación temporal del campu magnéticu xenera un campu llétrico. 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 direición d'espardimientu (perpendicular a les oscilaciones del campu llétrico y magnético que, de la mesma, son perpendiculares ente sigo).

Dualidá onda-corpúsculu

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 direutamente proporcional a la frecuencia de la onda acomuñada, dada pola rellación 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

$h=\,\,\,6.626\ 0693(11)\times 10^{-34}\ {\mbox{J}}\cdot {\mbox{s}}\,\,\,=\,\,\,4.135\ 667\ 43(35)\times 10^{-15}\ {\mbox{eV}}\cdot {\mbox{s}}$

Asina mesmu, considerando la radiación electromagnético como onda, el llonxitú 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 llonxitú d'onda menor frecuencia (y menor enerxía según la rellación de Plank).

Ver tamién

• Espectru electromagnéticu
• Lluz
• Radio
• Coeficiente d'Absorción Específica
• Astronomía ultravioleta
• Radiación electromagnético y salú

Enllaces esternos

• Les ventanes del espectru electromagnéticu, en Astronoo
• Curtia esplicación de l'apaición de les ondes electromagnétiques
• Campos electromagnéticos y los sos efeutos sobre la salú, resume ellaboráu por GreenFacts d'un informe de la DG SANCO de la Comisión Europea
• Campos electromagnéticos xeneraos peles llinia llétriques y efeutos sobre la salú, resume de GreenFacts d'un informe de l'Axencia Internacional pa la Investigación del Cáncer
• Prontuario de la radiación electromagnético
• Simboloxía electrónica de les ondes electromagnétiques

• Datos: Q12969754
• Multimedia: Electromagnetic radiation