Espectro de ondas electromagnéticas
Las ondas electromagnéticas, lejos del foco emisor, pueden considerarse ondas transversales planas formadas por un campo magnético y por un campo eléctrico, perpendiculares entre sí y perpendiculares a su vez a la dirección de propagación. La amplitud de la radiación determina el brillo y la relación entre la amplitud y la fase de los campos eléctrico y magnético condiciona el estado de polarización. La longitud de onda condicionará el color de la radiación.
Espectro de ondas electromagnéticas
Un cambio de 50 nm o menos nos dará otro color diferente.
Las ondas electromagnéticas siguen una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante en cada medio específico. Al pasar de un medio a otro la única característica que permanece constante es la frecuencia. La velocidad varía para cada longitud de onda. La frecuencia y la longitud de onda se relacionan según la siguiente expresión matemática:
Longitud de onda = C·T = C/f
Donde es la longitud de onda, C es la velocidad de la luz en el vacío, T el período y f la frecuencia. La frecuencia es el número de vibraciones por unidad de tiempo y su unidad es por tanto el ciclo por segundo o el Hz (hertz) la longitud de onda (λ) es una distancia y, por lo tanto, su unidad de medida es el metro. Como la luz es una radiación electromagnética que tiene unas longitudes de onda muy pequeñas se usan submúltiplos del metro, como son el Ångström (Å) que es la diezmilmillonésima de metro y el Namómetro (nm) que es la milmillonésima de metro.
El espectro electromagnético es el que comprende todas las radiaciones electromagnéticas.
| Longitud de onda | Frecuencia | |
|---|---|---|
| 780 nm | Infrarrojo | 3,8·10¹⁴ Hz |
| 700 nm | Rojo | |
| 620 nm | Rojo-anaranjado | |
| 610 nm | Naranja | |
| 580 nm | Amarillo | |
| 555 nm | Amarillo-verdoso | Máxima sensibilidad de visión fotópica |
| 530 nm | Verde | |
| 505 nm | Turquesa | Máxima sensibilidad de visión escotópica |
| 460 nm | Azul | |
| 430 nm | Añil | |
| 400 nm | Violeta | |
| 380 nm | Ultravioleta | 7,8·10¹⁴ Hz |
Espectro luminoso - ventana óptica
Es la parte del espectro electromagnético comprendido entre 300 y 1.500 nm. Aquí englobamos el espectro visible y el espectro luminoso no visible. El espectro visible, llamado también ventana óptica, comprende desde los 380 nm, aproximadamente, hasta los 780 nm. Por encima de los 780 nm tenemos las radiaciones infrarrojas y por debajo de los 380 nm tenemos las ultravioletas.
Movimientos ondulatorios
Propagación de una perturbación en un medio elástico
Sí en un punto de un medio elástico producimos una perturbación que dé lugar a una deformación local, se observa que esta perturbación se trasmite a todo el medio, propagándose por él a una determinada velocidad. Cuando se produce esta perturbación en un punto, dando lugar a un desplazamiento de la posición de equilibrio de las partículas, éstas empezaran a vibrar, transmitiendo su movimiento a las partículas más próximas y estas a su vez a otras, dando lugar a que la perturbación se propague por todo el medio. Pero esta perturbación se amortigua no solo por la pérdida de energía debida al rozamiento de unas partículas con otras, sino que también esta energía, que en principio correspondía a unas pocas partículas, se extiende a un número mucho mayor. Sírvanos como ejemplo para clarificar este hecho el efecto que produce una piedra cuando se arroja a un estanque de agua, la perturbación provocada por la piedra en el lugar de la caída se transmite a las partículas de agua próximas, propagándose en todas direcciones en forma de ondas circulares que se van amortiguando a medida que se van alejando del centro perturbador.
Es conveniente representar una onda de cualquier tipo mediante frente de onda. Se define frente de onda como el lugar geométrico de todos los puntos en los que la fase de la vibración de una cantidad física es la misma.
Ondas longitudinales y transversales
Ondas transversales
Las partículas del medio oscilan en ángulos rectos con respecto a la dirección en la que viaja la onda, es decir, con respecto a su dirección de propagación. Ejemplo: onda en el agua, radiación electromagnética.
Ondas longitudinales
Las partículas oscilan a lo largo de la línea que representa la dirección en la que la onda está viajando. Ejemplo: sonido.
Comparación entre ondas longitudinales y transversales
Parámetros de medida de una sinusoide
T = Tiempo empleado en completar una vibración completa. f = número de vibraciones completas realizadas en la unidad de tiempo. Por tanto:
f = 1/T, Así tenemos relacionada la longitud de onda (λ) con las siguientes magnitudes de esta forma:
Longitud de onda = V·T; como T = 1/f, entonces longitud de onda λ = V/f
Representación en óptica geométrica
En la rama de la óptica denominada óptica geométrica, es conveniente representar una onda luminosa por rayos en vez de por frente de ondas. Desde un punto de vista ondulatorio, un rayo es una línea imaginaria trazada en la dirección de propagación de la onda.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
¿Qué es el espectro visible? ¿Qué ondas forman parte del espectro electromagnético?