Espectro Electromagnético: Tipos de Ondas y Fenómenos Asociados

Espectro Electromagnético

El espectro electromagnético es el conjunto formado por todos los tipos de ondas electromagnéticas que existen.

Clasificación de las Ondas Electromagnéticas

1. Ondas de radio (pocos Hz - 10⁹ Hz): son las de menor frecuencia del espectro. Se generan mediante dispositivos electrónicos y se detectan mediante antenas. Se utilizan para transportar información.
2. Microondas (10⁹ - 10¹¹ Hz): se utilizan en radares y hornos.
3. Infrarrojos (10¹¹ - 10¹⁴ Hz): son fácilmente absorbidas por la materia y producen sensación de calor, utilizadas en fisioterapia y dispositivos de visión nocturna.
4. Luz visible (4 x 10¹⁴ - 8 x 10¹⁴ Hz): es la parte que percibe el ser humano, compuesta de diferentes colores.
5. Radiación ultravioleta (8 x 10¹⁴ - 10¹⁷ Hz): producidas por átomos y moléculas en descargas eléctricas. Impiden la visión celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras.
6. Rayos X (10¹⁷ - 10¹⁹ Hz): muy energéticos y penetrantes.
7. Rayos gamma (10¹⁹ - 10²² Hz): se originan en determinadas desintegraciones nucleares; son energéticos y penetrantes.

Reflexión

La reflexión es el cambio de dirección dentro del mismo medio que experimentan las ondas al incidir oblicuamente sobre la superficie de separación entre dos medios distintos.

Leyes de la Reflexión

• El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales: i = r.

Refracción

La refracción es el cambio de dirección que experimentan las ondas al pasar oblicuamente de un medio a otro distinto en el cual se propagan con diferente velocidad. Puede producirse en ondas mecánicas y electromagnéticas.

Leyes de la Refracción

• El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
• Ley de Snell: la relación entre las velocidades de propagación en el medio de incidencia y en el medio de refracción viene dada por la relación: sen(i) / sen(r) = v₁ / v₂.

Dispersion

En el vacío y en el aire, las ondas electromagnéticas se propagan a una velocidad c = 3 x 10⁸ m/s. Por tanto, esta es la velocidad con la que se propagan todos los colores cuando la luz visible avanza en el aire. Es decir, en el vacío, la velocidad es la misma para los diferentes colores que componen la luz visible.

La relación entre la velocidad, la longitud de onda y la frecuencia es: v = λ x f.

Interferencias Luminosas

Las interferencias luminosas se explican mediante la teoría ondulatoria de la luz. Dos rayos de luz producidos por la misma fuente luminosa parten de dos rendijas r₁ y r₂ e inciden sobre un punto P de una pantalla. Las distancias recorridas por los rayos r₁ y r₂ hasta llegar a la pantalla son respectivamente d₁ y d₂.

La interferencia requiere que los focos sean coherentes, que mantengan una diferencia de fase constante y que la luz sea monocromática, es decir, de una sola longitud de onda.