ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Durante el siglo veinte la humanidad avanzó más en el conocimiento científico de la natur
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ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
Durante el siglo veinte la humanidad avanzó más en el conocimiento científico de la naturaleza que durante el resto de la historia junta. El siglo pasado vio el nacimiento y desarrollo de las dos teorías predominantes sobre la naturaleza fundamental del universo físico: la relatividad general y la teoría cuántica. La química y la biología produjeron una descripción fundamental de los mecanismos de la vida. Las ciencias sociales, la economía, y la psicología dieron importantes pasos hacia convertirse en ciencias "duras", es decir, cuantitativas.
La astronomía no fue la excepción. Hasta antes de 1900 el hombre sólo había observado el cielo con telescopios "Ópticos", y no fue sino hasta el siglo XX que pudimos observar lo invisible, es decir, usar telescopios que observan radiación diferente a la que el ojo humano puede percibir
La radiación electromagnética puede describirse como formada por ondas (o equivalentemente, como partículas, pero sólo usaremos el concepto de onda), y la única diferencia entre las clases de radiación electromagnética es el tamaño de sus ondas. Las más grandes son conocidas como "ondas de radio", y miden desde un milímetro hasta varios metros de largo. Si las ondas son un poco más pequeñas (midiendo desde una milésima de milímetro hasta un milímetro) hablamos de radiación "infrarroja".
Si comprimimos un poco más la escala llegamos a la "luz visible", es decir, aquella a la que el ojo humano es sensible, y cuyas ondas miden desde unas pocas diezmilésimas de milímetro (lo que llamamos luz "azul") hasta casi una milésima de milímetro (lo que llamamos luz "roja"). Ondas aún más pequeñas que las de la luz azul se conocen como "luz ultravioleta", ondas más pequeñas que la luz ultravioleta se conocen como "rayos X", y al final de la escala, la radiación con las ondas más comprimidas se conoce como "rayos gamma".
- Todos los tipos de radiación electromagnética (los que en su conjunto se conocen como el "espectro electromagnético") son un mismo fenómeno, y sólo difieren entre sí por el tamaño de sus ondas.
- Hemos creado una división del espectro electromagnético y asignado nombres a sus partes por razones de tecnología e históricas, pero fundamentalmente estamos hablando del mismo fenómeno.
- El ojo humano sólo es sensible a una muy pequeña parte del espectro electromagnético: a la "luz visible". ¿Por qué es esto? Muy probablemente por razones evolutivas. La temperatura del Sol es tal que emite la mayoría de su energía como luz visible. Por lo tanto, la mayoría de las plantas y los animales de la Tierra evolucionaron de tal modo que pudieron aprovechar esta energía.
- Es posible diseñar instrumentos que detecten y/o emitan radiación diferente a la "visible". El siglo XX vio aparecer estos instrumentos, y hoy los usamos todos los días: mediante ondas de radio recibimos llamadas al celular, vemos nuestro programa de televisión favorito, y calentamos nuestra Maruchan (o algo mejor si tenemos suerte) en el microondas. Con ondas infrarrojas cambiamos el canal de la televisión a través del control remoto o manejamos nuestro carrito de juguete. Con luz ultravioleta esterilizamos muchos productos, incluyendo agua y alimentos; y los rayos X y gamma tienen las aplicaciones médicas que todos conocemos (aunque también pueden ser peligrosos).
El espectro electromagnético está constituido por un conjunto de ondas de diferentes características, las cuales se clasifican de acuerdo con su longitud (λ), frecuencia y energía. Es importante anotar que las ondas con mayor λ tienen menor frecuencia y viceversa. La radiación de la luz visible es la que nos permite ver los objetos del mundo material que nos rodea.
La luz blanca es una mezcla de rayos de luz combinados. Cada uno de estos rayos tiene su propia λ, y es su variación la que permite obtener todos los colores posibles: violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo. La luz se puede descomponer mediante el prisma de Newton para observar cada uno de los colores que la componen.
A medida que la λ se hace más corta, la energía de la radiación asociada es mayor. La luz está formada por un conjunto de radiaciones monocromáticas que, al llegar al ojo, originan una sensación de color única. Esto de acuerdo con la radiación de λ dominante, su luminosidad y saturación. Una de las características más importantes de cualquier detector es su respuesta espectral. El sistema visual, como tal, presenta una respuesta específica a estímulos de diferente λ.
La caracterización espectral del sistema visual como receptor de energía radiante se realiza mediante la determinación de la curva de sensibilidad espectral relativa, la cual se refiere a la luminosidad o la claridad.
Usando la ecuación v=l f, donde v= velocidad (en este caso de la luz), l = longitud de onda, y f = frecuencia, nosotros podemos observar la relación inversa. La unidad para la longitud de onda es el metro (m) y para la frecuencia es el Hertzio (Hz). La velocidad de la luz está representada por v, es una constante: 3x10^8 m/s. Nosotros podemos también calcular la frecuencia si se nos da la longitud de onda, y la longitud de onda si se da la frecuencia. Las ondas electromagnéticas cubren una amplia gama de frecuencias o de longitudes de ondas y pueden clasificarse según su principal fuente de producción. La clasificación no tiene límites precisos.