Ondas Electromagnéticas y Tipos de Rayos.

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
JAMES CLERK MAXWELL
Físico escocés conocido
principalmente por haber
desarrollado la teoría
electromagnética clásica
Imagen tomada de: http://outreach.jach.hawaii.edu/pressroom/2006_jcmbday/Maxwell.jpg
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
Todas las ondas independientemente de su
naturaleza, tienen elementos que las caracterizan:
• La amplitud
• Velocidad de propagación
• Longitud de onda
• Periodo
• Frecuencia
La Amplitud (A)
• 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.
Imágenes tomadas de: http://2.bp.blogspot.com y http://planetquest.jpl.nasa.gov/images/amplitude.gif
La Amplitud (A)
Imagen tomada de: http://pe.kalipedia.com/
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
Velocidad de propagación
Imagen tomada de: http://www.smri.org.mx/casos/Ultrasonido%201/Imagenes/t6.jpg
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)
En la luz visible el color violeta tiene la menor longitud de
onda mientras que el color rojo presenta la mayor longitud de
onda
Imagen tomada de: http://edafologia.ugr.es/OptMine/xplortos/media/retarcol.gif
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)
Las ondas
electromagnéticas
con longitud de onda
corta son altamente
energéticas
Imagen tomada de: http://img.seti.cl/1onda-electromagnetica.gif
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
T=
λ
c
Imagen tomada de: http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/pregunta/p-19/im-2.jpg
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.
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.
Imagen tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Sine_waves_different_frequencies.svg
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
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.spanishminerals.com/espectro_total.gif
Espectro electromagnético
Ondas de Radiofrecuencia
Microondas
Rayos Infrarrojos
Luz Visible
Rayos Ultravioletas
Rayos X
Rayos Gamma
Imagen tomada de: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/126/img/126_17.gif
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 Visible
COLOR
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
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
• 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
Radiografías
Médicas
Radioterapia
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
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