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Ondas electromagnéticas y
su importancia
Iván Carrillo Díaz
Introducción
El electromagnetismo es la parte de la física encargada de estudiar al
conjunto de fenómenos que resultan de las acciones mutuas entre las
corrientes eléctricas y el magnetismo.
En 1820 Oersted descubrió que cuando circula corriente eléctrica por
un cable conductor se forma inmediatamente un campo magnético
alrededor de él. Poco tiempo después Ampere descubrió que el campo
magnético podía intensificarse al enrollar el alambre conductor en
forma de bobina. En 1831 Faraday descubrió las corrientes eléctricas
inducidas al realizar experimentos con una bobina a la que se le
acercaba y alejaba un imán recto. La corriente inducida era más
intensa a medida que se movía más rápido el imán .
En la actualidad casi toda la energía consumida en nuestros hogares y
en la industria se obtiene gracias al fenómeno de la inducción
electromagnética
Relación entre electricidad y magnetismo
El trabajo de Maxwell (1831-1879), al establecer
las ecuaciones que gobiernan el comportamiento
de los campos, hasta ese momento, inconexos:
eléctrico y magnético.
A nivel conceptual, Maxwell unificó los
conceptos de luz y campos eléctrico y magnético,
en
lo
que
hoy
conocemos
como
electromagnetismo, al desarrollar la idea de que
la
luz
es
una
forma
de
radiación
electromagnética.
Una de las consecuencias más importante de la teoría de Maxwell es
que predice la existencia de ondas electromagnéticas que se
propagan por el espacio a la rapidez de la luz.
Experimento de Hertz
Desde 1884 Hertz (1857-1894) pensó en la manera de generar y
detectar en un laboratorio las ondas electromagnéticas que Maxwell
había predicho. Después de mucho trabajo y de experiencias sin éxito,
en 1887 construyó un dispositivo con el que logró su fin. El
experimento que realizó fue a la vez genial y sencillo.
¿Qué son las ondas electromagnéticas y cómo se
generan?
Una onda electromagnética es generada por cargas eléctricas
oscilantes, y está compuesta por campos eléctricos y magnéticos que
oscilan en planos perpendiculares entre sí, y a su vez, ambos planos
perpendiculares a la dirección de propagación, por lo que
establecemos que las ondas electromagnéticas son de carácter
transversal.
Propiedades de las ondas
electromagnéticas




Las ondas electromagnéticas no requieren un medio material
para propagarse.
Pueden atravesar el espacio desplazándose en el vacío a una
velocidad aproximada de c = 300.000 km/s.
Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan
las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la
difracción y la interferencia.
Las longitudes de onda van desde billonésimas de metro hasta
muchos kilómetros. La longitud de onda (λ) y la frecuencia (f) de
las ondas electromagnéticas, son importantes para determinar su
energía, su “visibilidad”, su poder de penetración y otras
características
Espectro electromagnético
Los diversos tipos de ondas
electromagnéticas involucran un
amplio intervalo de frecuencias y
longitudes de onda, y no hay una
división clara entre un tipo de onda y
el siguiente.
Este amplio rango se conoce como
espectro electromagnético e involucra
a todas las ondas producidas como
resultante de la presencia de cargas
eléctricas aceleradas.
Los nombres dados a los tipos de
onda son sólo por conveniencia para
describir la región del espectro en la
cual se encuentran.
Espectro electromagnético en función de su
longitud de onda
Espectro
electromagnético
y sus fuentes
Espectro electromagnético según sus aplicaciones
Algunos comentarios sobre los diferentes
tipos de radiación electromagnética
Ondas de Radio
Las ondas de radio tienen características:
• Generadas fácilmente mediante
corrientes en antenas del metal
• La comunicación radiofónica a larga
distancia es posible gracias a la
reflexión de las ondas de radio en la
ionosfera.
AM = Amplitud modulada
FM = Frecuencia modulada
Microondas
Las microondas no son obstruidas
por las nubes, la niebla u otra
partícula más pequeña que las
longitudes de onda de la
microonda (~ 1 centímetro).
Foto del río Amazonas usando
microondas.
Radiación cósmica de fondo en la
región de microondas, reflejada
en la tierra
Radiación Infrarroja
Longitud de onda: 1 μm – 1000 μm


Todos los objetos
alrededor de nosotros
emiten la radiación IR.
Objetos más calientes
emiten la mayor cantidad
de IR.
Foto IR de una persona
Foto IR del polvo sistema Solar
Luz Visible
El ojo humano esta tiene la
capacidad de detectar una parte
del espectro electromagnético,
longitudes de onda de 380 nm
(violeta) hasta los 780 nm (rojo).
Los colores del espectro
ordenan como en el arco iris
se
La luz blanca esta compuesta de
luz de todos los colores
Luz Ultravioleta
Algunos pájaros y abejas pueden ver
tanto la luz UV como la luz visible
La luz ultravioleta tiene justo la a
energía
para
romper
enlaces
moleculares. Es por esta razón que es
perjudicial a la vida. La tierra tiene
un protector natural a la luz UV solar
bajo la forma de capa de ozono (80
kilómetros sobre la superficie).
El 10% de la luz solar es UV
Rayos X
Los
rayos
X
fueron
descubiertas 1895 por el
Roentgen
de
Wilhelm
Conrado (científico alemán)
por accidente. Él tomó una
semana
después
esta
radiografía de su esposa.
Rayos Gama
Una porción del mapa de rayos
gama de la galaxia. Los puntos
amarillos
corresponden
a
espacios conocidas de la galaxia
con fuentes brillantes de rayos
gama, mientras que las áreas
azules indican regiones de bajas
emisiones
Las armas nucleares son fuentes
de rayos gama entre otros tipos
de radiación (alfa, betas, gama y
X)
Aplicaciones
Ondas de Radio
• El uso más habitual con fines terapéuticos se lleva acabo mediante
uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz
• Tiene efecto térmico, acción analgésica e antiinflamatoria.
Microondas
• Una de las más habituales es la de los hornos.
• También se utilizan en las comunicaciones y el radar
Infrarrojo
• En nuestra vida cotidiana al encender el televisor, al ir al
supermercado, al escuchar discos compactos.
• También tienen fines de uso medico, sistemas de seguridad, etc.
Luz ultravioleta
• Como forma de esterilización, junto con los rayos infrarrojos.
• También en lámparas fluorescentes y cámaras de bronceado.
Rayos X
• En campos de investigación científica, industrias y medicina.
• Detección de contrabando en aduanas y aeropuertos. En
radiografías como herramienta de diagnóstico.
Rayos Gamma
• Para esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados
de otra manera.
• También se utilizan en radioterapia.
Referencias
Las ondas electromagnéticas. Capítulo 31.
Halliday y Resnick. Física. Parte 2
 Ondas electromagnéticas.
Alonso Finn. Física. Tomo III
