radiação eletromagnética - Wikilingue - Encydia
Las ondas eletromagnéticas son una combinación de un campo eléctrico y de un campo magnético, se propagan simultáneamente a través del espacio transportando energía. La luz visible cubre sólo una pequeña parte del espectro de radiação eletromagnética posible. El concepto de ondas eletromagnéticas fue postulado por James Clerk Maxwell y confirmado experimentalmente por Heinrich Hertz. Una de sus principales aplicaciones es la radiotransmissão.
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Radiação eletromagnética
La radiação eletromagnética son ondas que si auto-propagan por el espacio, algunas de las cuales son percibidas por el ojo humano como luz. La radiação eletromagnética se compone de un campo eléctrico y un magnético, que oscilan perpendicularmente uno al otro y a la dirección de la propagação de energía. La radiação eletromagnética es clasificada en consonancia con la frecuencia de la onda, que en orden decrescente de la duración de la onda son: ondas de radios , micro-ondas, radiação terahertz (Rayos T), radiação infrarroja, luz visible, radiação ultravioleta, Rayos-X y Radiação Gamma.
Ondas Electromagnéticas
Las ondas electromagnéticas de entrada fueron "vistas" por James Clerk Maxwell y después confirmadas por Heinrich Hertz. Maxwell notó las ondas a partir de ecuaciones de electricidad y magnetismo , revelando su naturaleza y su simetria. Faraday mostró que un campo magnético variable el tiempo genera un campo eléctrico, Maxwell mostró que un campo eléctrico variable con el tiempo genera un campo magnético, con eso hay una auto-sustentación entre los campos eléctricos y magnéticos. En su trabajo de 1862 Maxwell escribió: " La velocidad de las ondas transversales en nuestro medio hipotético, calculada a partir de los experimentos electromagnéticos de los Srs. Kohrausch y Weber, concuerda tan exactamente con la velocidad de la luz, calculada por los experimentos óticos del Sr. Fizeau, que es difícil evitar la inferencia de que la luz consiste en las ondulaciones transversales del mismo medio que es la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos". O sea, la luz es una onda electromagnética.
En consonancia con las ecuaciones de Maxwell, la variación de un campo eléctrico genera un campo magnético y viceversa. Entonces, como una oscilación en el campo eléctrico genera una oscilación en el campo magnético, el campo magnético también genera una oscilación en el campo eléctrico, esa forma de oscilación de campos genera la onda electromagnética.
Propiedades
Los campos eléctrico y magnético obedecen a los principios de la superposição, siendo así, sus vectores se cruzan y crean los fenómenos de la refracção y de la difracção. Una onda electromagnética puede interagir con la materia y, en particular, perturbar átomos y moléculas que las absorben, pudiendo los mismos emitir ondas en otra parte del espectro. También, como cualquier fenómeno ondulatório, las ondas electromagnéticas pueden interferir entre sí. Siendo la luz una oscilación, ella no es afectada por la estática eléctrica o campos magnéticos de otra onda electromagnética en el vácuo. En un medio no lineal como un cristal, por ejemplo, interferencias pueden acontecer y causar el efecto Faraday, en que la onda puede ser dividida en dos partes con velocidades diferentes. En la refracção , una onda transitando de un medio para otro de densidad diferente, ha alteradas su velocidad y dirección (si esa no sea perpendicular a la superficie) al entrar en el nuevo medio. La relación entre los índices de refracção de los dos medios determina la escala de refracción medida por la ley de Snell (n1.sen i = n2.sen r , i = incidência, r = refracción). La luz se dispersa en un espectro visible porque la luz es reflectida por un prisma a causa de la refracción. Las características de las ondas electromagnéticas demuestran las propiedades de partículas y de la onda a la vez, y se destacan más cuando la onda es más prolongada.
Plantilla de onda
Un importante aspecto de la naturaleza de la luz es la frecuencia . La frecuencia de una onda es su tasa de oscilación y es medida en hertz, la unidad SÍ (Sistema Internacional) de frecuencia, donde un hertz es igual a una oscilación por segundo. La Luz normalmente tiene un espectro de frecuencias que sumados juntos forman la onda resultante. Diferentes frecuencias forman diferentes ángulos de refracción. Una onda consiste en los sucesivos bajos y altos y la distancia entre dos puntos altos o bajos es llamado de largura de onda. Ondas electromagnéticas varían en consonancia con el tamaño, de ondas de tamaños de edificios la ondas gamma pequeñas más pequeñas que un núcleo de un átomo. La frecuencia es inversamente proporcional a la largura de la onda, en consonancia con la ecuación:
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \displaystyle v=f\lambda
donde v es la velocidad de la onda, f es la frecuencia y λ (lambda) es la largura de la onda. En el pasaje de un medio material para el otro, la velocidad de la onda cambia pero la frecuencia permanece constante. La interferencia acontece cuando dos o más ondas resultan en un nuevo patrón de ondas. Si los campos tengan los componentes en las mismas direcciones, una onda "coopera" con la otra, sin embargo se estén en posiciones opuestas hay una gran interferencia.
Plantilla de partículas
Un feixe luminoso es compuesto por paquetes discretos de energía, caracterizados por ser consistidos en partículas denominadas fotões (portugués europeo) o fótons (portugués brasileño). La frecuencia de la onda es proporcional a la magnitud de la energía de la partícula. Como los fótons son emitidos y absorbidos por partículas, ellos actúan como transportistas de energía. La energía contenida en un fóton es calculada pelo ecuación de Planck -Einstein:
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \displaystyle Y=hf
donde Y es la energía, h es la constante de Planck, y f es la frecuencia. Si un fóton sea absorbido por un átomo, él excita un electrão (portugués europeo) o electrón (portugués brasileño), elevándolo a un alto nivel de energía. Si el nivel de energía es suficiente, él pula para otro nivel mayor de energía, él puede escapar de la atracción del núcleo y ser liberado en un proceso conocido como fotoionização. Un electrón que descender al nivel de energía más pequeña emite un fóton de luz igual la diferencia de energía, como los niveles de energía en un átomo son discretos, cada elemento tiene sus propias características de emisión y absorção.
Espectro Eletromagnético
Espectro Eletromagnético es clasificado normalmente por la largura de la onda, como las ondas de radio , las micro-ondas, la radiação infrarroja, la luz visible, los rayos ultravioleta, los rayos X, hasta la radiação gamma. El comportamiento de la onda eletromagnética depende de su largura de onda. Frecuencias altas son cortas, y frecuencias bajas son largas. Cuando una onda interage con una única partícula o molécula, su comportamiento depende de la cantidad de fótons por ella cargada. A través de la técnica denominada Espectroscopia óptica, es posible obtenerse informaciones sobre un rango visible más ancha del que la visión normal. Un laboratorio común posee un espectroscópio puede detectar larguras de donde de 2 nm a 2500 nm. Esas informaciones detalladas pueden informar propiedades físicas de los objetos, gases e incluso estrellas. Por ejemplo, un átomo de hidrogênio emite ondas en larguras de 21,12 cm. La luz propiamente dicta corresponde al rango que es detectada por el ojo humano, entre 400 nm a 700 nm (un nanômetro valle 1,0×10−9 metros). [[Las ondas de radio ]] son formadas de una combinación de amplitud, frecuencia y fase de la onda con la banda de la frecuencia.
Interacción de la radiação con la materia
El Efecto Kerr
Ver artículo principal: El Efecto Pockels
Efectos biológicos
El efecto biológico más obvio de las ondas eletromagnéticas se da en nuestros ojos: la luz visible impresiona las células del fondo de nuestra retina, causando la sensación visual. Sin embargo, existen otros efectos más sutis.
Se sabe que en determinadas frecuencias, las ondas eletromagnéticas pueden interagir con moléculas presentes en organismos vivos, por resonancia. Es decir, las moléculas cuya frecuencia fundamental sea la misma de la onda en cuestión "captan" esta oscilación, como una antena de TELE. El efecto sobre la molécula depende de la intensidad (amplitud) de la onda, pudiendo ir el simple calentamiento a la modificación de la estructura molecular. El ejemplo más fácil de ser observado el día-a-día es lo de un horno de micro-ondas: las micro-ondas del aparato, capaces de calentar el agua presente en los alimentos, tienen exactamente el mismo efecto sobre un tejido vivo. Los efectos de la exposición de un animal a una fuente potente de micro-ondas pueden ser catastróficos. Por eso se exige el aislamiento físico de equipamientos de telecomunicaciones que trabajan en el rango de micro-ondas, como las estaciones radio-base de telefonía celular.
Pero así como las micro-ondas afectan el agua, ondas en otra frecuencia de resonancia pueden afectar una infinidade de otras moléculas. Ya fue sugerido que la proximidad la líneas de transmisión tendría relaciones con casos de cáncer en niños, por vía de supuestas alteraciones en el ADN de las células, provocadas por la prolongada exposición al campo eletromagnético generado por los conductores. También ya se especuló si el uso excesivo del teléfono celular tendría relación con casos de cáncer en el cerebro, por el mismo motivo. Hasta hoy, nada de eso fue probado.
También ya fueron hechas experiencias para analizar el efecto de campos magnéticos sobre el crecimiento de plantas, sin ningún resultado conclusivo.
Existen equipamientos para la esterilización de cuchillas basados en la exposición del instrumento a determinada radiação ultravioleta, producida artificialmente por una lâmpada de luz negra.
Aplicaciones tecnológicas
Entre incontables aplicaciones se destacan lo radio, la televisión, radares, los sistemas de comunicación sin hilo (telefonía celular y comunicación wi-fi), los sistemas de comunicación basados en hebras ópticas y hornos de micro-ondas.
Bibliografia
- John David Jackson,
"Classical Electrodynamics" (1998)
Conexiones externas
