¿Qué es una onda electromagnética?
El término onda electromagnética describe la forma en que la radiación electromagnética (EMR) se mueve a través del espacio. Se distinguen diferentes formas de EMR por sus longitudes de onda, que varían de muchos yardas (metros) a una distancia más pequeña que el diámetro de un núcleo atómico. El rango completo, en orden decreciente de la longitud de onda, va de las ondas de radio a través de microondas, luz visible, rayos ultravioleta y X a rayos gamma y se conoce como el espectro electromagnético. Las ondas electromagnéticas tienen muchas aplicaciones, tanto en ciencia como en la vida cotidiana.
ondas de luz
En muchos aspectos, una onda electromagnética se comporta de manera similar a las ondas en el agua, o al sonido que viaja a través de un medio como el aire. Por ejemplo, si se brilla una luz sobre una pantalla a través de una barrera con dos ranuras estrechas, se ve un patrón de rayas claras y oscuras. Esto se llama patrón de interferencia: donde las crestas de las olas de una hendidura se encuentran con las del otro, se refuerzan entre sí, formando una franja brillante, bu.T donde una cresta se encuentra con un canal, se cancelan, dejando una franja oscura. La luz también puede doblarse alrededor de un obstáculo, como los interruptores del océano alrededor de una pared de puerto: esto se conoce como difracción. Estos fenómenos proporcionan evidencia de la naturaleza de la luz en forma de onda.
Se suponía que, como el sonido, la luz debe viajar a través de algún tipo de medio. Esto se le dio el nombre de "éter", a veces deletreado "éter", y se pensaba que era un material invisible que llenaba espacio, pero a través del cual los objetos sólidos podían pasar sin obstáculos. Los experimentos diseñados para detectar el éter por su efecto sobre la velocidad de la luz en diferentes direcciones no lograron encontrar ninguna evidencia, y la idea finalmente fue rechazada. Era evidente que la luz, y otras formas de EMR, no requerían ningún medio y podían viajar a través del espacio vacío.
Longitud de onda y frecuencia
Al igual que una onda oceánica, una onda electromagnética tiene picoS y canales. La longitud de onda es la distancia entre dos puntos idénticos de la onda de ciclo a ciclo, por ejemplo, la distancia entre un pico o cresta, y el siguiente. EMR también se puede definir en términos de su frecuencia, que es el número de crestas que pasan en un intervalo de tiempo dado. Todas las formas de EMR viajan a la misma velocidad: la velocidad de la luz. Por lo tanto, la frecuencia depende completamente de la longitud de onda: cuanto más corta sea la longitud de onda, mayor será la frecuencia.
Energía
Longitud de onda más corta, o mayor frecuencia, EMR conlleva más energía que las longitudes de onda más largas o las frecuencias más bajas. La energía transportada por una onda electromagnética determina cómo afecta la materia. Las ondas de radio de baja frecuencia perturban ligeramente los átomos y las moléculas, mientras que las microondas hacen que se muevan más vigorosamente: el material se calienta. Los rayos X y los rayos gamma tienen mucho más fuerza: pueden romper los enlaces químicos y golpear electrones de los átomos, formando iones. Por esta razón, se describen como IORadiación de Nizing.
El origen de las ondas electromagnéticas
La relación entre la luz y el electromagnetismo fue establecida por el trabajo del físico James Clerk Maxwell en el siglo XIX. Esto condujo al estudio de la electrodinámica, en el que las ondas electromagnéticas, como la luz, se consideran perturbaciones, o "ondas", en un campo electromagnético, creadas por el movimiento de partículas cargadas eléctricamente. A diferencia del éter inexistente, el campo electromagnético es simplemente la esfera de influencia de una partícula cargada, y no una cosa tangible y material.
El trabajo posterior, a principios del siglo XX, mostró que EMR también tenía propiedades similares a partículas. Las partículas que componen radiación electromagnética se llaman fotones . Aunque parece contradictorio, EMR puede comportarse como ondas o como partículas, dependiendo del tipo de experimento que se lleva a cabo. Esto se conoce como la dualidad de partículas de onda. También se aplica a partículas subatómicas, átomos enteros e incluso renunciarE moléculas grandes, todas las cuales a veces pueden comportarse como olas.
La dualidad de partículas de onda surgió como la teoría cuántica se estaba desarrollando. Según esta teoría, la "onda" representa la probabilidad de encontrar una partícula, como un fotón, en un lugar determinado. La naturaleza similar a la onda de las partículas y la naturaleza de las ondas similares a las partículas ha dado lugar a una gran cantidad de debate científico y algunas ideas alucinantes, pero no hay consenso general sobre lo que realmente significa.
En la teoría cuántica, la radiación electromagnética se produce cuando las partículas subatómicas liberan energía. Por ejemplo, un electrón en un átomo puede absorber energía, pero eventualmente debe caer a un nivel de energía más bajo y liberar la energía como EMR. Dependiendo de cómo se observa, esta radiación puede aparecer como una partícula o una onda electromagnética.
usa
Una gran cantidad de tecnología moderna depende de las ondas electromagnéticas. Radio, televisión, teléfonos móviles e Internet dependen de la transmisión de RADIO Frecuencia EMR a través del aire, el espacio o los cables de fibra óptica. Los láseres solían grabar y reproducir DVD y CD de audio usan ondas de luz para escribir y leer desde los discos. Las máquinas de rayos X son una herramienta esencial en medicina y seguridad del aeropuerto. En la ciencia, nuestro conocimiento del universo proviene en gran medida del análisis de la luz, las ondas de radio y las radiografías de estrellas y galaxias distantes.
Peligros
No se cree que las ondas electromagnéticas de baja energía, como las ondas de radio, son dañinas. Sin embargo, con energías más altas, EMR plantea riesgos. La radiación ionizante, como los rayos X y los rayos gamma pueden matar o dañar las células vivas. También pueden alterar el ADN, lo que puede conducir al cáncer. El riesgo para los pacientes de las radiografías médicas se considera insignificante, pero los radiografías, que están expuestos a ellos regularmente, usan delantales de plomo, que los rayos X no pueden penetrar, para protegerse. La luz ultravioleta, presente en la luz solar, puede causar quemaduras solares y también puede causar cáncer de piel si la exposición es excesiva.