¿Qué son las Ondas Electromagnéticas?
Las ondas electromagnéticas son un fenómeno fundamental en la física que se caracteriza por la propagación de campos eléctricos y magnéticos a través del espacio. Estas ondas se componen de campos eléctricos y magnéticos que oscilan de manera perpendicular entre sí y se propagan a la velocidad de la luz en el vacío (que es aproximadamente 299.792.458 metros por segundo o alrededor de 186.282 millas por segundo).
¿Cómo viajan las ondas electromagnéticas?
Cuando cambian o se mueven juntos los 2 campos, el eléctrico y el imantado, estos generan ondas electromagnéticas.
Las radiaciones electromagnéticas son las producidas por partículas eléctricas y imantadas moviéndose a la vez (fluctuando).
Cada partícula produce lo que se llama un campo, de ahí que asimismo diríase que es una mezcla de un campo eléctrico con un campo imantado.
Estas radiaciones electromagnéticas producen unas ondas que se pueden extender (viajar) por el aire e inclusive por el vacío.
Supongamos que movemos de forma oscilatoria (de arriba a bajo) una partícula cargada eléctricamente (o magnéticamente) como la de la figura:
Como vemos se crea una alteración a su alrededor, que es lo que llamamos una onda.
Esta onda depende de la velocidad y la fuerza con la que movamos la partícula, y de la amplitud o bien distancia entre el inicio y el final del recorrido.
Cambiando estos valores podemos mudar el tamaño de la onda.
La onda producida va a tener la misma forma pero más gigante y/o con mas ondulaciones por segundo.
Si la partícula tiene un componente eléctrico, mas asimismo uno magnético ya tenemos producida una radiación electromagnética, con su onda electromagnética.
Las ondas electromagnéticas se generan cuando un campo eléctrico (que se enseña en flechas rojas) pareja con un campo magnético (que se enseña en flechas azules).
Los campos magnéticos y eléctricos de una onda electromagnética son perpendiculares entre ellos mismos y van dirección hacia la onda.
Pero vamos analizar la onda producida.
Para medir una onda tenemos tres datos fundamentales como podemos ver en la próxima figura:
Partes de una Onda Electromagnética
Longitud de Onda: Distancia entre 2 crestas.
Amplitud: Es la máxima alteración de la onda. La mitad del alcance entre la cresta y el valle.
Frecuencia: Número de veces que se repite la onda por unidad temporal. Si se utiliza el Hertzio es el numero de veces que se repite la onda por cada segundo.
Además de esto hay otros dos datos también interesantes:
Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la frecuencia.
Velocidad: la velocidad de la onda depende del medio por el que se extienda (por donde viaje). si la onda viaja por el espacio que está vacío su velocidad es igual a la de la luz trescientos mil kilómetros por segundo. Si se propaga por el aire cambia, mas es prácticamente igual a la del vació.
Por fin tenemos a la onda circulando por el aire.
Hablando un poco de todo… resulta que una onda electromagnética no se produce por una sola partícula, sino son dos partículas diferentes, una eléctrica y otra magnética.
Tambíen cabe destacar que su movimiento lo hace de forma perpendicular, lo que genera que la onda sea una mezcla de 2 ondas perpendiculares, una eléctrica y otra imantada.
Podemos ver ondas producidas por las dos partículas al unísono. Una se mueve sobre el eje Z y la otra sobre el eje Y.
Acá puedes ver una animación de la producción de una onda electromagnética.
Verás como se mueven las partículas en cada eje y como producen la onda: Onda Electromagnética
Ahora os vamos a decir cual es la razón de porque son tan sumamente importantes las ondas electromagnéticas.
Porque son una manera de poder transportar energía por el aire. No tiene obstáculos.
Se puede enviar una señal desde un receptor (el punto de partida donde se genera la onda) y recibirla en un receptor (el punto de partida donde recogemos la onda).
Esta onda puede contener información, que primero, esta información se va a deber transformar en una señal en forma de onda electromagnética, y una vez recibida por el receptor, descodificarla y percibir la misma información que se mandó.
Con todo esto queremos decir que ya podemos mandar información por el aire sin necesidad de cables o elementos físicos.
Tipos de Ondas Electromagnéticas
Las ondas electromagnéticas se emplean para la radio, la televisión, internet, etc.
Mas tenemos un inconveniente. Por el aire viajan muchas ondas.
¿De qué manera las distinguimos?
Sabemos que por su Frecuencia (memoriza el numero de veces que se repite la onda), pero es que además de esto a mayor frecuencia, menor distancia de la onda.
Piensa en una cuerda cuando la movemos (frecuencia con la que la movemos), si la movemos muy de manera lenta creamos ondas anchísimas (mucha longitud de onda) pero si la movemos rapidísimo las ondas son pero estrechitas (poca longitud de onda) : Frecuencia grande = Longitud de onda pequeña y Frecuencia pequeña = longitud de onda grande.
Ya tenemos nuestras ondas distinguidas por su longitud de onda o por su frecuencia.
Se ha creado una escala para clasificarlas, por orden creciente de longitudes de onda (o bien decreciente por su frecuencia) llamada Fantasma Electromagnético.
En dependencia de la onda pertenecerá a un espectro o bien a otro.
Las ondas electromagnéticas se dividen en diferentes tipos o regiones del espectro electromagnético, según su frecuencia y longitud de onda. Éstos son los 7 tipos de ondas electromagnéticas: Ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, luz ultravioleta, rayos x y rayos gamma. A continuación los explicamos detalladamente.
- Ondas de radio: Estas son ondas electromagnéticas con frecuencias bajas y largas longitudes de onda. Se utilizan para la comunicación de radio y televisión, así como en tecnologías inalámbricas, como Wi-Fi y Bluetooth.
- Microondas: Las microondas tienen frecuencias más altas que las ondas de radio y se utilizan en aplicaciones como hornos de microondas y en comunicaciones de satélite.
- Infrarrojos (IR): Las ondas infrarrojas tienen longitudes de onda más cortas y se utilizan en dispositivos de control remoto, sensores de movimiento y en aplicaciones de visión nocturna.
- Luz visible: Esta es la porción del espectro electromagnético que podemos percibir con nuestros ojos. La luz visible se divide en colores que van desde el rojo (longitudes de onda más largas) hasta el violeta (longitudes de onda más cortas).
- Luz ultravioleta (UV): El espectro ultravioleta se encuentra por encima de la luz visible y se divide en tres categorías: UV-A, UV-B y UV-C. Se utiliza en aplicaciones como esterilización y detección de fraudes en documentos.
- Rayos X: Los rayos X tienen una alta energía y se utilizan en medicina para obtener imágenes internas del cuerpo, en radiografías dentales y en la inspección de estructuras industriales.
- Rayos gamma: Los rayos gamma son la forma más energética de ondas electromagnéticas y se utilizan en la radioterapia, en la exploración espacial y en la investigación nuclear.
- Radiación de fondo de microondas: Esta es una radiación cósmica de microondas que llena el universo y se originó poco después del Big Bang. Es una importante fuente de información para la cosmología.
Estos son solo algunos ejemplos de las diferentes regiones del espectro electromagnético. Cada tipo de onda electromagnética tiene propiedades y aplicaciones específicas, y su interacción con la materia varía según su frecuencia y energía. La comprensión de estos tipos de ondas es esencial para numerosas aplicaciones en la tecnología y la ciencia.
Medición de Ondas Electromagnéticas
El espectro electromagnético está organizado por la frecuencia.
La radiación de frecuencia en general más baja está a la izquierda, y una mayor frecuencia de la radiación está a la derecha.
Las propiedades de las ondas a diferentes frecuencias se comportan de manera diferente a lo largo del fantasma.
Un material que es transparente a la luz perceptible puede ser opaco a la luz infrarroja, pero una vez más transparente a la radiación de radiofrecuencia (por poner un ejemplo el vidrio).
Hay que fijarse en que lo medimos en Hertzios, Mega Hertzios, etc. Cuando decimos esto nos referimos por su frecuencia (podría ser por su longitud de onda).
Aparte de esto cada aparato emite unas ondas de diferente frecuencia y si deseamos producir ondas de telefonía móvil pues deberemos emitirlas en una banda de frecuencia determinada para no confundirlas con otras.
Las ondas emitidas con una frecuencia por encima de la infrarroja son las ondas visibles, como por poner un ejemplo la de la luz del sol. Las de frecuencia mas baja no se pueden ver, un claro ejemplo sería las de la radio, pero ojo aunque no las veamos, existen.
Debido a la importante que son las distintas ondas con frecuencias, existen en el mundo los nombrados «Medidores de Ondas Electromagnéticas», que son sensores que miden las frecuencias y el total del campo imantado que hay en un lugar o que se produce por algún objeto.
Generalmente se usan para medir los posibles peligros para la salud relacionados con la exposición a campos electromagnéticos, y el cumplimiento de los límites de exposición que marca la normativa. Acostumbran a medir el campo eléctrico y el campo magnético separadamente.
Resumiendo
Estamos rodeados de ondas que viajan y la mayor parte no las vemos, si bien ya sabemos que ahí están. Las antenas emiten y reciben estas señales, que primero se codifican y al recibirlas se descodifican para percibir la información que transmitimos.
Fuente de información utilizada: https://www.areatecnologia.com/ondas-electromagneticas.htm
