Ondas electromagnéticas
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Puedes cambiar la emisora de radio que escuchas con un simple giro del dial. Pero imagina que tu radio te permitiera sintonizar cualquier frecuencia que quisieras, por muy alta que fuera. No te quedarías con el cricket o con Kyle Sandilands, sino que podrías sintonizar cualquier cosa, desde programas de televisión hasta la luz del sol y las explosiones de rayos gamma.
La radio, las microondas, los rayos UV, la luz visible y los rayos gamma tienen efectos completamente diferentes, pero todos son exactamente el mismo tipo de cosa: la radiación electromagnética (RME). Son ondas de energía que viajan por el espacio o a través de las cosas.
Las ondas de radio tienen la energía más baja del espectro electromagnético. Pero si pudiéramos aumentar un poco la energía de las ondas de radio, las convertiríamos en microondas y podríamos hacernos la comida con ellas. Si seguimos aumentando la energía, podremos utilizar esas ondas como una antorcha (luz visible) antes de que empiecen a atravesar las cosas (rayos X) y, finalmente, cuando estén en el otro extremo del espectro energético, serán rayos gamma mortales. (Eso es mucho, la radiación gamma tiene más de un millón de veces más energía que las ondas de radio).
Campo electromagnético
El espectro electromagnético (EM) es la gama de todos los tipos de radiación EM. La radiación es una energía que viaja y se propaga a medida que avanza: la luz visible que proviene de una lámpara en su casa y las ondas de radio que provienen de una emisora de radio son dos tipos de radiación electromagnética. Los otros tipos de radiación electromagnética que componen el espectro electromagnético son las microondas, la luz infrarroja, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.
¿Las ondas de radio son objetos físicos completamente diferentes a los rayos gamma? Se producen en procesos diferentes y se detectan de forma distinta, pero no son fundamentalmente diferentes. Las ondas de radio, los rayos gamma, la luz visible y todas las demás partes del espectro electromagnético son radiación electromagnética.
La radiación electromagnética puede describirse en términos de una corriente de partículas sin masa, llamadas fotones, cada una de las cuales viaja en forma de onda a la velocidad de la luz. Cada fotón contiene una determinada cantidad de energía. Los diferentes tipos de radiación se definen por la cantidad de energía que contienen los fotones. Las ondas de radio tienen fotones con poca energía, los fotones de microondas tienen un poco más de energía que las ondas de radio, los fotones de infrarrojos tienen todavía más, luego los visibles, los ultravioletas, los rayos X y, los más energéticos de todos, los rayos gamma.
Detector de radiación electromagnética
La vida en la Tierra sería imposible sin la energía solar. La fuente de energía del sol son los procesos de fusión nuclear del hidrógeno en helio. La radiación electromagnética (REM) se genera en la superficie caliente del sol y transporta la energía solar a través del espacio hasta la tierra.
La RME puede verse como una onda con campos eléctricos (E) y magnéticos (B) que varían en el tiempo. Estos campos vectoriales tienen una forma de onda sinusoidal, están orientados en ángulo recto entre sí y oscilan perpendicularmente a la dirección de desplazamiento de la onda (Fig. 1 y Fig. 2). Las ondas se caracterizan por:
La energía electromagnética se produce siempre que una partícula cargada, como un electrón o un núcleo de un átomo, cambia su velocidad y su estado de energía interna. Toda sustancia con una temperatura superior al cero absoluto (0 K o -273,16°C) produce energía radiante y emite RME en un espectro continuo de longitudes de onda. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es el movimiento de los electrones, las moléculas y los átomos. No todos los materiales calentados a la misma temperatura emiten la misma cantidad y composición espectral de RME. Este no es el caso de un hipotético absorbente y reemisor de energía perfecto. Un objeto de este tipo se denomina cuerpo negro, que absorbe y emite todas las radiaciones de longitud de onda. La ecuación de radiación de Plank describe la salida espectral radiante por unidad de longitud de onda $M_{\lambda}$ de un cuerpo negro como
Espectro electromagnético
Los campos eléctricos y magnéticos, también conocidos como campos electromagnéticos (CEM), consisten en ondas de energía eléctrica y magnética que se mueven juntas. Estos campos de energía nos rodean todo el tiempo. Los estudios científicos no han demostrado claramente si la exposición a los CEM aumenta el riesgo de cáncer. Unos pocos estudios han relacionado los CEM y los efectos sobre la salud, pero no se han podido repetir. Esto significa que no son concluyentes. Los científicos siguen investigando sobre el tema.
La radiación electromagnética (RME) consiste en ondas de energía eléctrica y magnética que se mueven juntas por el espacio. Un ejemplo de radiación electromagnética es la luz visible. La radiación electromagnética puede variar de baja a alta frecuencia, que se mide en hercios, y puede variar de baja a alta energía, que se mide en electronvoltios. La longitud de onda, otro término asociado a la radiación electromagnética, es la distancia entre el pico de una onda y la siguiente.
Hay dos tipos generales de radiación electromagnética: la radiación ionizante y la radiación no ionizante. La radiación ionizante es lo suficientemente potente como para sacar a los electrones de su órbita alrededor de un átomo. Este proceso se denomina ionización y puede ser perjudicial para las células del organismo. Las radiaciones no ionizantes tienen suficiente energía para mover los átomos de una molécula y hacerlos vibrar, lo que hace que el átomo se caliente, pero no lo suficiente como para eliminar los electrones de los átomos.
