Radiación electromagnética – Física –

Una carga eléctrica acelerada irradia energía. Es decir, cuando el campo eléctrico varía con el tiempo en una región del espacio, provoca una variación en el campo magnético, como se muestra en la siguiente figura (HALLIDAY – 2007).

Estas vibraciones se propagan a lo largo de una dirección radial desde donde comenzó esta oscilación. El campo eléctrico oscila perpendicularmente al campo magnético, y la dirección de propagación viene dada por el vector de Poynting según la ecuación:

s = (1 / μ₀). YXB

El vector de Poynting siempre es perpendicular a los vectores. Y y B. La siguiente figura muestra el campo eléctrico que oscila en el eje zy el campo magnético en el eje x de un sistema cartesiano. En consecuencia, el vector de Poynting estará en el eje y de este sistema de coordenadas, coincidiendo siempre con la dirección de propagación de la onda.

La intensidad aproximada de la velocidad de la onda electromagnética es 3×10⁸m / s en vacío. Generalmente, en otros medios, la permitividad eléctrica y magnética del medio es menor. De esta forma, la velocidad de este tipo de onda es menor, dependiendo del valor de permitividad.

En la naturaleza, hay innumerables formas de radiación electromagnética propagador. Desde ondas generadas por procesos naturales, como el ejemplo clásico de la luz visible, hasta las creadas por el hombre, como ondas de radio, ondas de TV, rayos X, entre otras. Todos tienen una característica en común: son el resultado de oscilaciones en el campo eléctrico y el campo magnético. Se diferencian en el período T de oscilación de los respectivos campos, lo que implica diferentes frecuencias.

f = 1 / T

La velocidad v de la radiación electromagnética, en el vacío, es la misma para todas las frecuencias. Esto da como resultado una variación en la longitud de onda λ, que es inversamente proporcional a la frecuencia f, que se puede deducir de la fórmula:

v = λ.f

O

v = λ / T

Así, se concluye que a mayor frecuencia, menor longitud de onda y viceversa. Por ejemplo, una onda de radio AM tiene una frecuencia en el rango de 1,70×10⁶Hz a 5.35×10⁵Hz, y sus longitudes de onda están en el rango de 176 ma 560 m. La luz visible está en el rango de frecuencia de 7.5×10¹⁴Hz hasta 4,3×10¹⁴Hz, con longitudes de onda de 4×10^-7m hasta 7×10^-7m, respectivamente. La frecuencia más baja de luz visible es la roja. Así, para las frecuencias inferiores a esta se denominaron infrarrojo mientras que las frecuencias por encima de la frecuencia de la luz visible se denominaron rayos ultravioleta. Los rayos X tienen frecuencias más altas que los ultravioleta, en el rango de 6×10¹⁹Hz a 3×10¹⁷Hz y longitudes de onda más cortas, que son del orden de 5×10^-12ma 10^-9m, respectivamente.

Es importante señalar que Albert Einstein (1879-1955), a partir de sus estudios, dedujo una ecuación para la energía E en función de la frecuencia f, que se escribe de la siguiente manera:

E = hf

Es decir, la energía es proporcional a la frecuencia. La h se utiliza para designar la constante de Planck. Dado que esta igualdad es válida, se puede concluir que un cuanto de radiación electromagnética con una frecuencia igual a la del ultravioleta (un fotón ultravioleta) tiene más energía que un fotón rojo, con una frecuencia más baja. En secuencia, un fotón de rayos X tiene más energía que uno de los anteriores. Por tanto, resulta aceptable el hecho de que la radiación por encima de la luz visible pueda volverse perjudicial para la salud, ya que tiene suficiente energía para interactuar de forma catastrófica en los átomos de las moléculas que componen la estructura celular, incluida la del ADN humano.

A continuación, tenemos la representación de todos los rangos de frecuencia de radiación electromagnética distribuidos en el espectro electromagnético.

Teniendo en cuenta que el rango de frecuencia de la luz visible es exactamente lo que el sol emite con mayor abundancia, se puede deducir que los humanos y los animales han evolucionado de tal manera que han mejorado la sensibilidad a la luz visible, ya que de esta forma se obtendría más información del entorno donde se encuentra. se inserta, según EISBERG (1979).

Referencias bibliográficas:
HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Física 3, volumen 2, 5 Ed. Río de Janeiro: LTC, 2004. 384 p.

EISBERG, Robert RESNICK, Robert. Física cuántica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas. Traducción de Paulo Costa Ribeiro, Ênio Costa da Silveira y Marta Feijó Barroso. Río de Janeiro: Campus, 1979.