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El Espectro Electromagnético
ONDAS ELECTROMAGNETICAS• Se componen de un campo eléctrico y un
campo magnético, ambos variando en el tiempo• Su energía aumenta con la frecuencia• Se distinguen ondas ionizantes y no ionizantes• La potencia disminuye con el cuadrado de la
distancia
Imagen tomada de: http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/49%20ondas%20electromagneticas%20i.pdf
ONDAS ELECTROMAGNETICAS
• Definición: Una onda electromagnética es la perturbación simultánea de los campos eléctricos y magnéticos existentes en una misma región
• James C. Maxwell fue quien descubrió las ondas electromagnéticas.
• Las ondas originadas por los campos eléctricos y magnéticos son vibraciones accionadas en planos perpendiculares entre sí.
Imagen tomada de: http://img.seti.cl/campos-electricos-y-magneticos.jpg
Imagen tomada de: http://outreach.jach.hawaii.edu/pressroom/2006_jcmbday/Maxwell.jpg
JAMES CLERK MAXWELL
Físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica
ONDAS ELECTROMAGNETICAS
• Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio, y sus aspectos teóricos están relacionados con las ecuaciones de Maxwell.
• A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse.
Características de las Ondas Electromagnéticas
• Presenta 4 características importantes– Se propagan el línea recta.– No pueden ser desviadas por campos
magnéticos.– Se transmiten en el vació.– Pueden sufrir reflexiones y disfracciones.
Imagen tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Onde_electromagnetique.svg
PARAMETROS DE LAS ONDAS
• La amplitud• Velocidad de propagación• Longitud de onda• Periodo• Frecuencia
Todas las ondas independientemente de su naturaleza, tienen elementos que las caracterizan:
• Es el valor de la máxima perturbación que alcanza un elemento respecto de su posición de equilibrio.
• Aquellos lugares donde la perturbación es máxima se denominan crestas o valles, y donde es mínima se denominan nodos.
La Amplitud (A)
Imágenes tomadas de: http://2.bp.blogspot.com y http://planetquest.jpl.nasa.gov/images/amplitude.gif
Imagen tomada de: http://pe.kalipedia.com/
La Amplitud (A)
Velocidad de propagación• Es el espacio recorrido por la onda en la unidad
de tiempo.
• En las ondas mecánicas y particularmente en los sonidos, la velocidad de propagación varia en función al medio que las sustente.
• Para las ondas electromagnéticas la velocidad de propagación en el vació se considera constante y se representa por “c” (c= 300,000m/s)
Imagen tomada de: http://www.smri.org.mx/casos/Ultrasonido%201/Imagenes/t6.jpg
Imagen tomada de: http://www.smri.org.mx/casos/Ultrasonido%201/Imagenes/t6.jpg
Velocidad de propagación
Longitud de onda (λ)
• La longitud de una onda es la distancia entre dos crestas consecutivas, en otras palabras describe lo larga que es la onda
• La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda.
• Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de onda.
Longitud de onda (λ)
Imagen tomada de: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/img/112_50a.gif
Longitud de onda (λ)
Imagen tomada de: http://edafologia.ugr.es/OptMine/xplortos/media/retarcol.gif
En la luz visible el color violeta tiene la menor longitud de onda mientras que el color rojo presenta la mayor longitud de onda
Longitud de onda (λ)
Imagen tomada de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Spectre.svg/744px-Spectre.svg.png
Longitud de onda (λ)
Imagen tomada de: http://img.seti.cl/1onda-electromagnetica.gif
Las ondas electromagnéticas con longitud de onda corta son altamente energéticas
Periodo (T)
• Es el tiempo que tarda la onda en recorrer todas sus fases, es decir, el tiempo que transcurre entre dos valles o dos crestas consecutivas
Imagen tomada de: http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/pregunta/p-19/im-2.jpg
λT =
c
Frecuencia (v)• Frecuencia es una medida para indicar el número de
repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo.
• La frecuencia tiene relación inversa con la longitud de onda, a mayor frecuencia menor longitud de onda
•La unidad de medida de la frecuencia es el hertz (Hz).•Un hertz es igual a un ciclo por segundo.
λv =
c
(c= 300,000m/s)
Frecuencia (v)
Imagen tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Sine_waves_different_frequencies.svg
Ejemplos de ondas de luz de distintas frecuencias; se observa la relación inversa con la longitud de onda.
Espectro electromagnético • Conjunto de ondas electromagnéticas que se
encuentran ordenados de acuerdo a su longitud de onda (λ) y frecuencias
• Si bien todas las ondas electromagnéticas son iguales por su naturaleza, los efectos que ocasionan no son siempre iguales, razón por la cual a cada grupo de ondas electromagnéticas que dan lugar a efectos similares se les ha asignado un nombre.
Espectro electromagnético • El intervalo de frecuencias se extiende desde
10 a 1024 Hz y las longitudes de onda varia de 107 y 10-14 m respectivamente
Imagen tomada de: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema5/tema5.htm
Imagen tomada de: http://www.spanishminerals.com/espectro_total.gif
Espectro electromagnético • El intervalo de frecuencias se extiende desde
10 a 1024 Hz y las longitudes de onda varia de 107 y 10-14 m respectivamente
Imagen tomada de: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/126/img/126_17.gif
Espectro electromagnético
Ondas de RadiofrecuenciaMicroondasRayos InfrarrojosLuz VisibleRayos UltravioletasRayos XRayos Gamma
Ondas de Radiofrecuencia
• Incluye las ondas de radio AM, FM y las ondas de televisión
• Las ondas de radio AM tienen longitudes de onda entre 200 y 600 m.
• Las ondas de FM y Tv tienen las mismas características que las de radio AM, pero sus frecuencias son más altas (longitud de onda corta)
Ondas de Radiofrecuencia
Imagen tomada de: http://weblogs.newsday.com/sports/watchdog/blog/satellite-radio.jpg y http://www.papelenblanco.com/tag/radio
Microondas• Son ondas electromagnéticas de frecuencias más
altas que las de radio y TV • Se producen en un generador (G) de pulsos
eléctricos que en combinación con una antena parabólica se transforma en onda electromagnética. Su uso se hace imprescindibles en las señales de televisión y transmisiones telefónicas.
• Un horno de microondas funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas,
Microondas
Imagen tomada de: http://weblogs.newsday.com/sports/watchdog/blog/satellite-radio.jpg y http://www.cocina.org/tag/microondas
Rayos Infrarrojos• La radiación infrarroja se asocia generalmente con el
calor. Estas son producidas por cuerpos que generen calor, aunque a veces pueden ser generadas por algunos diodos emisores de luz y algunos láseres.
• TIENEN MULTIPLES USOS: – Algunos sistemas especiales de comunicaciones– Para guías en armas– Para descubrir cuerpos móviles en la oscuridad.– Controles remotos de los televisores– Conexiones de área local LAN por medio de dispositivos con
infrarrojos– Obtención de tomas fotográficas con efectos nocturnos en pleno
día; así también fotografías en plena oscuridad sin necesidad de emplear el “FLASH”
Rayos Infrarrojos
Imágenes tomadas de: http://thumbs.dreamstime.com/thumb_353/1231842553UyH61P.jpg, http://www.webhx.com.ar/hardextreme/imgproductos/control_remoto_966187.jpg y http://www.intersec.com.mx/thumbnails/ismir.jpg
Luz Visible• Son ondas luminosas capaces de estimular el
ojo humano; los demás rayos no pueden ser percibidos por la visión humana.
• Tiene una longitud de onda en el intervalo de 400 a 800 nanometros.
• Las ondas de luz pueden modularse y transmitirse a través de fibras ópticas, lo cual representa una ventaja pues con su alta frecuencia es capaz de llevar más información.
Luz VisibleCOLOR Longitud de Onda
Violeta 380–450 nm
Azul 450–495 nm
Verde 495–570 nm
Amarillo 570–590 nm
Naranja 590–620 nm
Rojo 620–750 nm
Rayos ultravioletas• Su nombre deriva de su posición en el espectro
electromagnético respecto al color violeta de la luz visible ( entre los 400 nm y los 15 nm).
• Su fuente natural es el Sol, pero se pueden producir por medio de lámparas de vapor de mercurio.
• Pueden producir bronceamiento y provocar posibles quemaduras hasta generar cáncer en el tejido humano.
• Una de las aplicaciones de los rayos ultravioleta es como forma de esterilización
Rayos ultravioletas
Imágenes tomadas de: http://www.cientec.or.cr/ciencias/radiaciones.html, http://www.walgreens.com/library/spanish_contents.jsp?doctype=6&docid=17092
Fototerapia
Rayos X• Radiación electromagnética, invisible, capaz de
atravesar cuerpos y de impresionar las películas fotográficas.
• La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros
• Se producen cuando se dirige una corriente de electrones emitida de un cátodo, acelerado por una diferencia de potencial muy alta hacia el ánodo.
• Usos:– Diagnóstico radiográfico.– Radioterapia.– Fotocopiado xerox, etc.
Rayos X
Imágenes tomadas de: http://www.lavozdigital.es/cadiz/prensa/noticias/200711/06/fotos/011D1CA-CAD-P1_1.jpg, http://www.fisterra.com/Salud/3proceDT/images/210_rayosX300.jpg y http://patoral.umayor.cl/sinuost/DSCN6635.jpg
Radiografías Médicas
Radioterapia
Rayos Gamma
• Es un tipo de radiación electromagnética producida por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón.
• Por ejm, la explosión de una bomba atómica produce una emisión formidable de estos rayos.
• Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta.
Imagen tomada de: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema5/imagenes/EM3.jpg
