La radiación electromagnética es un tipo de onda que transfiere energía. Estas ondas van desde ondas de radio de baja energía y longitud de onda larga hasta rayos gamma de alta energía y longitud de onda corta. En el medio se encuentran las microondas, las ondas infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta y los rayos X.
Para comprender el espectro electromagnético…
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Ondas y sus características
Las ondas son patrones repetidos que transfieren energía y no materia, como una "ola" que viaja alrededor de un estadio cuando los fanáticos se paran y se sientan sin moverse de sus asientos. Los ejemplos de ondas incluyen ondas sonoras, ondas de agua y ondas electromagnéticas. Todas las ondas se pueden describir por su amplitud, frecuencia y longitud de onda. La amplitud es la altura de una ola desde su punto de reposo. Las ondas con mayor amplitud transfieren más energía. Por ejemplo, las ondas de sonido más fuertes tienen una amplitud mayor que las ondas de sonido más silenciosas. La frecuencia mide cuántas ondas pasan por un punto en un segundo. Por ejemplo, una onda que pasa por un punto dado tres veces en 1 segundo tiene una frecuencia de 3. La longitud de onda es la distancia de un pico de onda al siguiente. La longitud de onda y la frecuencia están relacionadas entre sí. Cuando la longitud de onda es más corta, pasan más ondas en un segundo, por lo que la frecuencia es mayor. Y cuando la longitud de onda es mayor, la frecuencia es menor. La frecuencia de las ondas también está relacionada con la cantidad de energía que transfieren. Las ondas de alta frecuencia, como las ondas gamma, transfieren más energía que las ondas de baja frecuencia, como las ondas de radio.
Espectro electromagnético: ondas de radio y microondas
Las ondas electromagnéticas se crean cuando las partículas cargadas se mueven, y estas ondas ocurren a lo largo de un espectro de diferentes longitudes de onda. Aunque el espectro electromagnético es continuo, los científicos lo dividen en siete secciones según la longitud de onda. Las ondas de radio tienen longitudes de onda muy largas y los rayos gamma tienen longitudes de onda muy cortas. En el medio se encuentran las microondas, las ondas infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta y los rayos X.
Las ondas de radio tienen longitudes de onda largas que pueden tener la longitud de una regla o más. Además de usarse para enviar señales de radio, las ondas de radio se usan para enviar señales WiFi, llamadas telefónicas y mensajes de texto. Las ondas de radio pueden atravesar paredes y llegar al interior de edificios, pero no pueden atravesar todo. Pueden bloquearse con jaulas de metal especiales llamadas jaulas de Faraday.
Las microondas tienen longitudes de onda más cortas que las ondas de radio y van desde menos de 1 metro hasta 1 milímetro. Los hornos de microondas usan microondas para calentar los alimentos. Pueden hacer esto porque las microondas con una longitud de onda específica harán que las moléculas de agua en los alimentos vibren más rápido, lo que hace que el agua se caliente. Si calienta cosas en el microondas sin mucha agua, como plástico o cerámica, no se calientan tanto.
Espectro electromagnético: ondas infrarrojas, luz visible y ondas ultravioleta
Las ondas infrarrojas tienen una longitud de onda 1000 veces menor que un milímetro. Cualquier materia que esté por encima del cero absoluto, como su cuerpo, emite ondas infrarrojas. Las ondas infrarrojas pueden ser detectadas por una cámara termográfica y mostradas en diferentes colores en una pantalla. El control remoto de su televisor también usa ondas infrarrojas para enviar señales que controlan su televisor.
La siguiente sección del espectro electromagnético tiene longitudes de onda que van desde aproximadamente 400 a aproximadamente 700 nanómetros y está formada por la luz que podemos ver. Un nanómetro es una billonésima parte de un metro. La luz visible está en el mismo espectro que las ondas de radio y las microondas; simplemente tiene una longitud de onda más corta. La luz blanca es en realidad una mezcla de todas las longitudes de onda de la luz visible. Podemos usar un prisma para separar la luz blanca en esas longitudes de onda y ver los colores que la componen. Las gotas de agua en el cielo hacen esto por nosotros cada vez que vemos un arco iris. El rojo tiene la longitud de onda más larga de los colores visibles y el violeta tiene la más corta.
La luz ultravioleta (UV) tiene una longitud de onda que es incluso más corta que la luz visible. Las longitudes de onda UV más largas pueden hacer que algunos objetos brillen cuando las moléculas en esos objetos absorben la luz UV y luego liberan parte de la energía en forma de luz visible. El sol produce casi todos los tipos de luz, incluidos los rayos ultravioleta. Aunque la atmósfera filtra la mayoría de las longitudes de onda cortas de la luz ultravioleta del Sol, todavía pasa suficiente para ser peligrosa para los seres vivos. El protector solar absorbe la radiación ultravioleta para que no dañe el ADN de las células de nuestra piel.
Espectro electromagnético: rayos X y ondas gamma
Los rayos X tienen una longitud de onda más corta que la luz ultravioleta. Los rayos X pueden atravesar nuestro cuerpo, pero son absorbidos por los huesos. Por eso son útiles para crear imágenes de nuestros huesos y otras estructuras corporales.
Las ondas con la longitud de onda más corta y la energía más alta son los rayos gamma, que son producidos por materiales radiactivos. Un contador Geiger es un dispositivo que puede detectar rayos gamma. Los rayos gamma son tan poderosos que pueden atravesar la mayoría de los materiales. Por ejemplo, atraviesan fácilmente el papel y el aluminio. Se necesita algo así como una gruesa capa de plomo para detenerlos.
Cada uno de estos siete tipos de ondas es un rango en el espectro electromagnético. Tienen diferentes longitudes de onda y, por lo tanto, diferentes frecuencias.
Carreras relacionadas con el espectro electromagnético
Muchas tecnologías que utilizamos todos los días dependen de la radiación electromagnética para funcionar, y existen excelentes oportunidades profesionales que requieren una comprensión de la radiación electromagnética. Los radiólogos son médicos que usan rayos X y otras formas de radiación electromagnética para crear imágenes del cuerpo de los pacientes que pueden ayudar a diagnosticar, monitorear y tratar afecciones médicas. Los astrónomos también confían en múltiples partes del espectro electromagnético para detectar y visualizar objetos y eventos en el espacio.
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