El Espectro Electromagnetico

 

El Espectro Electromagnético

 

ONDAS ELECTROMAGNETICAS • Se co comp mpon onen en de un ca camp mpo o elé eléct ctri rico co y un un campo magnético, ambos variando en el tiempo • Su en ener ergí gía a au aume ment nta a co con n la fr frec ecue uenc ncia ia • Se di dist stin ingu guen en on onda das s io ioni niza zant ntes es y no io ioni niza zant ntes es • La po pote tenc ncia ia di dism smin inuy uye e con con el cu cuad adra rado do de la distancia

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ONDAS ELECTROMAGNETICAS • Definición: Una onda electromagnética es la perturbación simultánea de los campos eléctricos y magnéticos existentes en una misma región • James C. C. Ma Maxwell fu fue qu quien de descubri rió ó las ondas electromagnéticas. • Las Las ond ondas as or orig igin inad adas as po porr los los ca camp mpos os el eléc éctri trico cos s y magnéticos son vibraciones accionadas en planos perpendiculares entre sí.

 

 

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JAMES CLERK MAXWELL

Físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica

 

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ONDAS ELECTROMAGNETICAS • Una Una ond onda a ele elect ctro roma magn gnét étic ica a es es la la form forma a de de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio, y sus teóricos relacionados con aspectos las ecuaciones deestán Maxwell. • A dife difere renc ncia ia de la las s ond ondas as me mecá cáni nica cas, s, las las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse.

 

Características de las Ondas • Pr Pres esen enta taElectromagnéticas 4 car carac acte terí ríst stic icas as imp impor orta tant ntes es  – Se propagan el línea recta.  – No pueden ser desviadas por campos magnéticos.  – Se transmiten en el vació.  – Pueden sufrir reflexiones y disfracciones.

 

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PARAMETROS DE LAS ONDAS Todas las ondas independientemente de su naturaleza, tienen elementos que las caracterizan:

• La amplitud • Ve Velo loci cida dad d de pro propa paga gaci ción ón • Longitud de de on onda • Periodo • Frecuencia

 

La Amplitud (A) • Es el valor de la máxima perturbación que alcanza elemento respecto de su un posición de equilibrio. • Aquellos lu lug gare res s donde la perturbación es máxima se denominan crestas o valles, y donde es mínima se denominan nodos.

 

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La Amplitud (A)

 

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Velocidad de propagación • Es el espa es paci cio o r rec ecor orri rido do por po r la onda on da en la unid un idad ad de tiempo. • En la las s ond ondas as me mecá cáni nica cas s y par partic ticul ularm armen ente te en lo los s sonidos, la velocidad de propagación varia en función al medio que las sustente. • Para Para la las s ond ondas as el elec ectro troma magn gnéti ética cas s la la vel veloc ocid idad ad de propagación propag ación en el vació vació se consid considera era const constante ante y se representa por “c” (c= 300,000m/s)

 

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Velocidad de propagación

 

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λ

Longitud de onda ( ) • La long longitu itud d de una onda es la distancia entre dos crestas consecutivas, en otras palabras describe lo larga que es la onda • La dist di stan anci cia a exi ees xist sten ente te en entr tre e dos dos cr cres esta tas s o va vall es consecutivos lo que llamamos longitud delles onda. • Las Las ond ondas as de ag agua ua en el oc océa éano no,, las las on onda das s de de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de onda.

 

λ

Longitud de onda ( )

 

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λ

Longitud de onda ( ) En la luz visible el color violeta tiene la menor longitud de onda mientras que el color rojo presenta la mayor longitud de onda

 

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λ

Longitud de onda ( )

 

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λ

Longitud de onda ( ) Las ondas electromagnéticas con longitud de onda corta son altamente energéticas

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Periodo (T) • Es el ti tiem empo po qu que e tar tarda da la on onda da en re reco corr rrer er todas sus fases, es decir, el tiempo que transcurre entre dos valles o dos crestas consecutivas

T=

λ

c

 

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Frecuencia (v) • Fr Frec ecue uenc ncia ia es un una a med medid ida a par para a ind indic icar ar el nú núme mero ro 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 longitud de onda •La unidad de medida de la frec fr ecue uenc ncia ia es es el her hertz tz (H (Hz) z).. •Un hertz •Un hertz es igu igual al a un ci cicl clo o por segundo.

v=

c λ

(c= 300,000m/s)

 

Frecuencia (v)

Ejemplos de ondas de luz de distintas frecuencias; se observa la relación inversa con la longitud de onda.

 

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Espectro electromagnético • Co Conj njun unto to de de onda ondas s elec electr trom omag agné néti tica cas s que que se se encuentran ordenados de acuerdo a su longitud de onda (λ) y frecuencias • Si bien bi en to toda das s la las s on onda das s el elec ectro troma magn gnét étic icas as so son n 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 in inte terv rval alo o de fre frecu cuen enci cias as se ex extie tiend nde e de desd sde e 24

10 a 10 Hz y las longitudes de onda varia 7 -14 de 10 y 10 m respectivamente

 

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Espectro electromagnético

• El in inte terv rval alo o de fre frecu cuen enci cias as se ex extie tiend nde e de desd sde e 24

10 a 10 Hz y las longitudes de onda varia 7 -14 de 10 y 10 m respectivamente

 

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Espectro electromagnético Ondas de Radiofrecuencia Microondas Rayos Infrarrojos Luz Visible Rayos Ultravioletas Rayos X Rayos Gamma

 

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Ondas de Radiofrecuencia • Incl Incluy uye e las las on onda das s de de rad radio io AM AM,, FM FM y la las s ondas de televisión • La Las s ond ondas as de ra radi dio o AM AM tie tiene nen n lon longi gitu tude des s de onda entre 200 y 600 m. • Las on ondas de de FM FM y Tv tienen la las mi mismas características que las de radio AM, pero sus frecuencias son más altas (longitud de onda corta)

 

Ondas de Radiofrecuencia

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http://www.papelenblanco.com/tag/radio  

Microondas • So Son n ond ondas as el elec ectro troma magn gnét étic icas as de fre frecu cuen enci cias as má más s altas que las de radio y TV • Se pr prod oduc ucen en en un ge gene nera rado dorr (G) (G) de pu puls lsos os 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 ho horn rno o de de mic micro roon onda das s func funcio iona na me medi dian ante te la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas,

 

Microondas

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http://www.cocina.org/tag/microondas  

Rayos Infrarrojos • La ra radi diac ació ión n inf infra rarr rroj oja a se se aso asoci cia a gen gener eral alme ment nte e con con el calor. aunque Estas son producidas porser cuerpos que generen calor, a veces pueden generadas por algunos diodos emisores de luz y algunos láseres. • TIENEN MULTIPLES USOS:  –  –  –  –  –

Algunos sistemas sistemas especiales de de comunicaciones comunicaciones Para guías guías en armas armas Para descubrir descubrir cuerpos móviles móviles en la oscuridad. oscuridad. Controles remotos remotos de los televisores Conexiones de área local LAN LAN por medio de de dispositivos con con infrarrojos  – Obtención de tomas fotográfic fotográficas as con efectos efectos nocturnos nocturnos en pleno pleno día; así también fotografí fotografías as en plena plena oscuridad oscuridad sin necesidad de emplear el “FLASH”

 

Rayos Infrarrojos

Imágenes tomadas de: http://thumbs.dreamstime.com/thumb_353/1231842553UyH61P.jpg, http://www.webhx.com http://www. webhx.com.ar/hardex .ar/hardextreme/imgp treme/imgproductos roductos/control_re /control_remoto_9 moto_966187.jp 66187.jpg gy

http://www.intersec.com http://www.in tersec.com.mx/thumbn .mx/thumbnails/ismir.jpg ails/ismir.jpg  

Luz Visible • So Son n onda ondas s lumi lumino nosa sas s cap capac aces es de de esti estimu mula larr el ojo humano; los rayos no pueden ser percibidos por lademás visión humana. • Tien Tiene e una una lo long ngit itud ud de on onda da en el in inte terv rval alo o de de 400 a 800 nanometros. • Las Las ond ondas as de lu luz pue puede den n mod modul ular arse se y transmitirse a través de fibras ópticas, lo cual representa una ventaja pues con su alta frecuencia es capaz de llevar más información.

 

Luz Visible COL OR

L o n g i t u d d e On d a

Violeta

380–450 nm

 Azu  A zull

450–495 nm

Verde

495–570 nm

 Am  A m ar arii l l o

570–590 nm

Naranja

590–620 nm

Rojo

620–750 nm

 

Rayos ultravioletas • Su no nomb mbre re de deri riva va de su po posi sici ción ón en el es espe pect ctro ro electromagnético respecto al color violeta de la luz visi visible ble ( ent entre re los los 400 400 nm y los 15 nm). nm). • Su fu fuen ente te na natu tura rall es es el el Sol Sol,, per pero o se se pue puede den n producir por medio de lámparas de vapor de mercurio. • Pueden pr producir bro ron nceamie ien nto y pr provocar posibles quemaduras hasta generar cáncer en el tejido humano. • Una Una de de las las ap aplilica caci cion ones es de lo los s ray rayos os ul ultra travi viol oleta eta es como forma de esterilización

 

Rayos ultravioletas

Fototerapia

Imágenes tomadas de: http://www.cientec.or.cr/ciencias/radiaciones.html,

http://www.walgreens.com/library/spanish_contents.jsp?doctype=6&docid=17092  

•

Rayos X Radi Ra diac ació ión n ele elect ctrom romag agné nétic tica, a, in invi visi sibl ble, e, ca capa paz z de de

atravesar cuerpos y de impresionar las películas fotográficas. • La lo longitud de de on onda es está entre 10 10 a 0,1 nanómetros • Se pr prod oduc ucen en cu cuan ando do se di diri rige ge un una a cor corri rien ente te de 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 Radiografías Médicas

Radioterapia

Imágenes tomadas de: http://www.lavozdigital.es/cadiz/prensa/noticias/200711 http:// www.lavozdigital.es/cadiz/prensa/noticias/200711/06/fotos/011D1CA /06/fotos/011D1CA CAD P1_1.jpg, http://www.fisterra.com/Salud/3proceDT/images/210_rayosX300.jpg http://www.fisterra.com/Salud/3proceDT/images/210_rayosX3 00.jpg y http://patoral.umayor.cl/sinuost/DSCN6635.jpg  

Rayos Gamma • Es un ti tipo po de ra radi diac ació ión n ele elect ctro roma magn gnét étic ica a producida por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. • Po Porr ejm ejm,, la la exp explo losi sión ón de un una a bom bomba ba at atóm ómic ica a produce una emisión formidable de estos rayos. • Debi Debido do a las las alt altas as en ener ergí gías as qu que e pos posee een, n, los los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta.

 

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