Espectro electromagntico

Diagrama del espectro electromagntico, mostrando el tipo,

onda" longitud de onda con ejemplos, frecuencia y temperatura de emisin de cuerpo negro.

Se denomina espectro electromagntico a la distribucin energtica del conjunto de las ondas electromagnticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagntico o simplemente espectro a la radiacin electromagntica que emite (espectro de emisin) o absorbe (espectro de absorcin) una sustancia. Dicha radiacin sirve para identificar la sustancia de manera anloga a una

dactilar" huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, adems de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre ste, como la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiacin.

El espectro electromagntico se extiende desde la radiacin de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la

ultravioleta" luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el lmite para la longitud de onda ms pequea posible es la

de Planck" longitud de Planck mientras que el lmite mximo sera el tamao del Universo (vase Cosmologa fsica) aunque formalmente el espectro electromagntico es infinito y continuo. Rango energtico del espectro

El espectro electromagntico cubre

onda" longitudes de onda muy variadas. Existen frecuencias de 30 Hz y menores que son relevantes en el estudio de ciertas nebulosas.[1] Por otro lado se conocen frecuencias cercanas a 2,91027Hz, que han sido detectadas provenientes de fuentes astrofsicas.[2]La energa electromagntica en una particular

onda" longitud de onda (en el vaco) tiene una frecuencia f asociada y una energa de fotn E. Por tanto, el espectro electromagntico puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos trminos. Se relacionan en las siguientes ecuaciones:

, o lo que es lo mismo , o lo que es lo mismo Donde (velocidad de la luz) y es la constante de Planck, .

Por lo tanto, las ondas electromagnticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y mucha energa mientras que las ondas de baja frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energa.

Por lo general, las radiaciones electromagnticas se clasifican en base a su longitud de onda en ondas de radio, microondas, infrarrojos, visible que percibimos como luz visible ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

El comportamiento de las radiaciones electromagnticas depende de su longitud de onda. Cuando la radiacin electromagntica interacta con tomos y molculas puntuales, su comportamiento tambin depende de la cantidad de energa por quantum que lleve. Al igual que las ondas de sonido, la radiacin electromagntica puede dividirse en octavas.[3]La espectroscopa puede detectar una regin mucho ms amplia del espectro electromagntico que el rango visible de 400nm a 700nm. Un espectrmetro de laboratorio comn y corriente detecta longitudes de onda de 2 a 2500 nm.

Bandas del espectro electromagntico

Para su estudio, el espectro electromagntico se divide en segmentos o bandas, aunque esta divisin es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos.

Energa ((unidad)" J)

gamma" Rayos gamma

< 10 pm> 30,0 EHz> 201015 J

Rayos X< 10 nm> 30,0 PHz> 201018 J

Ultravioleta extremo< 200 nm> 1,5 PHz> 9931021 J

Ultravioleta cercano< 380 nm> 789 THz> 5231021 J

Luz Visible< 780 nm> 384 THz> 2551021 J

Infrarrojo cercano< 2,5 m> 120 THz> 791021 J

Infrarrojo medio< 50 m> 6,00 THz> 41021 J

Infrarrojo lejano/submilimtrico< 1 mm> 300 GHz> 2001024 J

Microondas< 30 cm> 1 GHz> 21024 J

Ultra Alta Frecuencia - Radio< 1 m> 300 MHz> 19.81026 J

Muy Alta Frecuencia - Radio< 10 m> 30 MHz> 19.81028 J

Onda Corta - Radio< 180 m> 1,7 MHz> 11.221028 J

Onda Media - Radio< 650 m> 650 kHz> 42.91029 J

Onda Larga - Radio< 10 km> 30 kHz> 19.81030 J

Muy Baja Frecuencia - Radio> 10 km< 30 kHz< 19.81030 J

Radiofrecuencia En radiocomunicaciones, los rangos se abrevian con sus siglas en ingls. Los rangos son:

NombreAbreviatura inglesaBanda ITUFrecuenciasLongitud de onda

Inferior a 3 Hz> 100.000 km

Extra baja frecuencia Extremely low frequencyELF13-30 Hz100.000 km 10.000 km

Super baja frecuencia Super low frequencySLF230-300 Hz10.000 km 1000 km

Ultra baja frecuencia Ultra low frequencyULF33003000 Hz1000 km 100 km

Muy baja frecuencia Very low frequencyVLF4330 kHz100 km 10 km

frecuencia" Baja frecuencia Low frequencyLF530300 kHz10 km 1 km

frecuencia" Media frecuencia Medium frequencyMF63003000 kHz1 km 100 m

frecuencia" Alta frecuencia High frequencyHF7330 MHz100 m 10 m

Muy alta frecuencia Very high frequencyVHF830300 MHz10 m 1 m

Ultra alta frecuencia Ultra high frequencyUHF93003000 MHz1 m 100 mm

Super alta frecuencia Super high frequencySHF103-30 GHz100 mm 10 mm

Extra alta frecuencia Extremely high frequencyEHF1130-300 GHz10 mm 1 mm

Por encima de los 300 GHz< 1 mm

Frecuencias extremadamente bajas: Llamadas ELF (Extremely Low Frequencies), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 3 a 30 Hz. Este rango es equivalente a aquellas frecuencias del sonido en la parte ms baja (grave) del intervalo de percepcin del odo humano. Cabe destacar aqu que el odo humano percibe ondas sonoras, no electromagnticas, sin embargo se establece la analoga para poder hacer una mejor comparacin.

Frecuencias super bajas: SLF (Super Low Frequencies), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 30 a 300 Hz. En este rango se incluyen las ondas electromagnticas de frecuencia equivalente a los sonidos graves que percibe el odo humano tpico.

Frecuencias ultra bajas: ULF (Ultra Low Frequencies), son aquellas en el intervalo de 300 a 3000 Hz. Este es el intervalo equivalente a la frecuencia sonora normal para la mayor parte de la voz humana.

Frecuencias muy bajas: VLF, Very Low Frequencies. Se pueden incluir aqu las frecuencias de 3 a 30 kHz. El intervalo de VLF es usado tpicamente en comunicaciones gubernamentales y militares.

Frecuencias bajas: LF, (Low Frequencies), son aquellas en el intervalo de 30 a 300 kHz. Los principales servicios de comunicaciones que trabajan en este rango estn la navegacin aeronutica y marina.

Frecuencias medias: MF, Medium Frequencies, estn en el intervalo de 300 a 3000 kHz. Las ondas ms importantes en este rango son las de radiodifusin de Modulada" AM (530 a 1605 kHz).

Frecuencias altas: HF, High Frequencies, son aquellas contenidas en el rango de 3 a 30 MHz. A estas se les conoce tambin como "onda corta". Es en este intervalo que se tiene una amplia gama de tipos de radiocomunicaciones como radiodifusin, comunicaciones gubernamentales y militares. Las comunicaciones en banda de radioaficionados y banda civil tambin ocurren en esta parte del espectro.

Frecuencias muy altas: VHF, Very High Frequencies, van de 30 a 300 MHz. Es un rango popular usado para muchos servicios, como la radio mvil, comunicaciones marinas y aeronuticas, transmisin de radio en FM (88 a 108 MHz) y los canales de televisin del 2 al 12 [segn norma CCIR (Estndar B+G Europa)]. Tambin hay varias bandas de radioaficionados en este rango.

Frecuencias ultra altas: UHF, Ultra High Frequencies, abarcan de 300 a 3000 MHz, incluye los canales de televisin de UHF, es decir, del 21 al 69 [segn norma CCIR (Estndar B+G Europa)] y se usan tambin en servicios mviles de comunicacin en tierra, en servicios de telefona celular y en comunicaciones militares.

Frecuencias super altas: SHF, Super High Frequencies, son aquellas entre 3 y 30 GHz y son ampliamente utilizadas para comunicaciones va satlite y radioenlaces terrestres. Adems, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta tasa de transmisin de datos a muy corto alcance mediante UWB. Tambin son utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB.

Frecuencias extremadamente altas: EHF, Extrematedly High Frequencies, se extienden de 30 a 300 GHz. Los equipos usados para transmitir y recibir estas seales son ms complejos y costosos, por lo que no estn muy difundidos an.

Existen otras formas de clasificar las ondas de radiofrecuencia.

Microondas Cabe destacar que las frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, son llamadas microondas. Estas frecuencias abarcan parte del rango de UHF y todo el rango de SHF y EHF. Estas ondas se utilizan en numerosos sistemas, como mltiples dispositivos de transmisin de datos, radares y hornos microondas.

Bandas de frecuencia de microondas

BandaPLSCXKuKKaQUVEWFD

Inicio (GHZ)0,21248121826,5304050607590110

Final (GHZ)1248121826,54050607590110140170

Infrarrojo de 0,7 a 100 micrmetros. La radiacin infrarroja se asocia generalmente con el calor. stas son producidas por cuerpos que generan calor, aunque a veces pueden ser generadas por algunos diodos emisores de luz y algunos lseres.

Las seales son usadas para algunos sistemas especiales de comunicaciones, como en astronoma para detectar estrellas y otros cuerpos y para guas en armas, en los que se usan detectores de calor para descubrir cuerpos mviles en la oscuridad. Tambin se usan en los controles remotos de los televisores, en los que un transmisor de estas ondas enva una seal codificada al receptor del televisor. En ltimas fechas se ha estado implementando conexiones de rea local

rea local" LAN por medio de dispositivos que trabajan con infrarrojos, pero debido a los nuevos estndares de comunicacin estas conexiones han perdido su versatilidad.

Espectro visible

Espectro electromagntico.

ColorLongitud de onda

(color)" violeta

380450 nm

azul450495 nm

verde495570 nm

amarillo570590 nm

(color)" naranja

590620 nm

rojo620750 nm

Por encima de la frecuencia de las radiaciones infrarrojas tenemos lo que comnmente llamamos luz. Es un tipo especial de radiacin electromagntica que tiene una longitud de onda en el intervalo de 0,4 a 0,8 micrmetros. La unidad usual para expresar las longitudes de onda es el Angstrom. Los intervalos van desde los 8.000 (rojo) hasta los 4.000 (violeta), donde la onda ms corta es la del color violeta.

La luz puede usarse para diferentes tipos de comunicaciones. Las ondas de luz pueden modularse y transmitirse a travs de

ptica" fibras pticas, lo cual representa una ventaja pues con su alta frecuencia es capaz de llevar ms informacin.

Por otro lado, las ondas de luz pueden transmitirse en el espacio libre, usando un haz visible de lser.Ultravioleta La luz ultravioleta cubre el intervalo de 4 a 400 nm. El Sol es una importante fuente emisora de rayos en esta frecuencia, los cuales causan cncer de piel a exposiciones prolongadas. Este tipo de onda no se usa en las telecomunicaciones, sus aplicaciones son principalmente en el campo de la medicina.

Rayos X La denominacin rayos X designa a una radiacin electromagntica, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionar las pelculas fotogrficas. La longitud de onda est entre 10 a 0,1 nanmetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).

Rayos gamma La radiacin gamma es un tipo de radiacin electromagntica producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatmicos como la aniquilacin de un par positrn-electrn. Este tipo de radiacin de tal magnitud tambin es producida en fenmenos astrofsicos de gran violencia.

Debido a las altas energas que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiacin ionizante capaz de penetrar en la materia ms profundamente que la radiacin alfa o beta. Dada su alta energa pueden causar grave dao al ncleo de las clulas, por lo que son usados para esterilizar equipos mdicos y alimentos.