La Radiación Electromagnética

ELECTRICIDAD

La electricidad es el efecto que producen los electrones al trasladarse de un punto a otro.

La palabra electricidad deriva del griego elektron que significa “ámbar”, que es un agente natural que se manifiesta por atracción o repulsión de cuerpos cargados de electricidad o cuerpos deficitarios de electrones.

MAGNETISMO

En la naturaleza existe un mineral llamado magnetita o piedra imán, esta piedra tiene la facultad de atraer al Hierro (Fe), el cobalto (Co) y el níquel (Ni), y aleaciones de estos metales; a esta propiedad se le conoce con el nombre de magnetismo. Los imanes son capaces de producir un campo magnético exterior, estos imanes pueden ser naturales o artificiales.

Un imán también puede ser permanente, si después de ser imantado conserva su propiedad magnética y será temporal si pierde la propiedad magnética después de ser imantado.

ELECTROMAGNETISMO

La relación entre electricidad y el magnetismo fue descubierto en 1819 cuando, en el transcurso de una demostración en una conferencia, el científico danés Hans Chistian Oersted descubrió que una corriente eléctrica en un alambre desviaba la aguja de una brújula cercana.

Durante 1820 Faraday y Henry demostraron, de manera independiente, relaciones adicionales entre la electricidad y el magnetismo, demostraron que una variación en un campo magnético crea un campo eléctrico, años después, Maxwell demostró que lo contrario también es cierto: Un campo eléctrico que varía crea un campo magnético.

La dependencia existente entre estas dos magnitudes físicas se la conoce con el nombre electromagnetismo.

LA ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA

Considera a la luz como una onda electromagnética, explicando así la reflectancia y transmitancia, y los fenómenos de polarización y anisotropía.

LEYES Y ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Las ondas electromagnéticas pueden propagarse a través de un espacio vacío. Las ecuaciones de Maxwell son la base teórica de todos los fenómenos electromagnéticos, la ley que este físico predice que un campo eléctrico que varía con el tiempo produce un campo magnético, de la misma manera que la ley de Faraday nos dice que un campo magnético que varía con el tiempo produce un campo eléctrico.

Desde un punto de vista conceptual, Maxwell unificó los temas de la luz y el electromagnetismo al proponer la idea de que la luz es una forma de radiación electromagnética.

Las cargas eléctricas oscilantes, que generan electricidad, también generan ondas electromagnéticas, constituidas por campos eléctricos y magnéticos que oscilan en un ángulo recto uno respecto al otro y con dirección de propagación de la onda, por lo tanto las ondas electromagnéticas son ondas transversales.

Una onda radiada por una carga oscilante puede detectarse a grandes distancias, esta propiedad es muy bien aprovechada por la tecnología en la actualidad. Además, las ondas electromagnéticas transportan energía y cantidad de movimiento, y en consecuencia puede ejercer presión sobre una superficie.

Este tipo de ondas se clasifican de acuerdo a la frecuencia particular de cada una, siendo las frecuencias alrededor de 107 Hz. ondas de radio y frecuencias alrededor de 1014Hz producida por electrones oscilantes en el átomo, pertenecen a las ondas de luz en forma de radiación electromagnética de alta frecuencia.

Producción de ondas electromagnéticas por una antena

Fue Hertz quien confirmo experimentalmente las predicciones de Maxwell con un experimento que consistía en producir ondas electromagnéticas en un circuito formado por dos esferas conectadas a una bobina de inducción. Hertz también diseño un receptor o antena para detectar las ondas que debían producirse. Estaba constituido por un cable curvado con dos esferitas en sus extremos. Si las ondas electromagnéticas llegaban al receptor se producía en él una corriente oscilante que hacia saltar chispas entre sus esferitas.

Hertz movió el detector colocándolo en varias posiciones y distancias del transmisor y así calculo la longitud de onda de la radiación. Con su experimento Hertz demostró que estas ondas eran de origen electromagnético y que su velocidad era de la luz según lo había predicho Maxwell.

EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO EN LA NATURALEZA

Como ya dijimos existen diferentes tipos de ondas electromagnéticas debido a la frecuencia particular de cada una, los diversos tipos de ondas electromagnéticas, que son la extensión de los rangos de frecuencia y longitudes de onda, es conocido como espectro electromagnético, en dicho espectro, no existe división clara entre cada tipo de onda, teniendo como propiedad general que todas son producidas por la aceleración de una o varias cargas.

Los nombres que se le dan a cada tipo de onda o cada rango de ondas son simplemente por conveniencia, según la aplicación que se les da o la descripción de la región del espectro en el que están.

En la naturaleza una parte de este espectro se puede ver en las ondas ultravioletas, cuya principal fuente es el Sol, más comúnmente conocidas como rayos UV, llegan a tener longitudes de onda entre 4x10-7 m hasta 6x10-10 m. Este tipo de ondas son la principal causa de las quemaduras de sol, también se le atribuye como principal causante de la formación de cataratas y la perdida de transparencia en el cristalino, el lente interno del ojo.

También la luz visible es la forma más familiar de ondas que son parte del espectro electromagnético, estas son perceptibles al ojo humano. Se producen mediante la reorganización de los electrones en los átomos y moléculas. Sus diversas longitudes de onda, que corresponden a los diferentes tipos de colores, van desde el rojo (7x10-7m) hasta el violeta (4x10-7 m). La sensibilidad del ojo humano es una función de la longitud de onda, siendo máxima a una longitud de onda de alrededor de 5.5x10-7 m.