Diferencia entre revisiones de «Espectro electromagnético»
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Se denomina '''espectro electromagnético''' a la distribución energética del conjunto de las [[onda electromagnética|ondas electromagnéticas]]. Referido a un objeto se denomina ''espectro electromagnético'' o simplemente ''espectro'' a la [[radiación electromagnética]] que emite ([[espectro de emisión]]) o absorbe ([[espectro de absorción]]) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una [[huella dactilar]]. Los espectros se pueden observar mediante [[espectroscopio]]s que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre éste, como la [[longitud de onda]], la [[frecuencia]] y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los [[rayos gamma]] y los [[rayos X]], pasando por la [[luz ultravioleta]], la [[Luz|luz visible]] y los [[rayos infrarrojos]], hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las [[Radiofrecuencia|ondas de radio]]. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la [[longitud de Planck]] mientras que el límite máximo sería el [[Universo observable|tamaño del Universo]] (véase [[Cosmología física]]) aunque formalmente el espectro electromagnético es [[infinito]] y continuo.
== Rango energético del espectro ==
El espectro electromagnético cubre [[Longitud de onda|longitudes de onda]] muy variadas. Existen [[frecuencia]]s de 30 [[Hercio|Hz]] y menores que son relevantes en el estudio de ciertas [[nebulosa]]s.<ref>{{cita web|url=http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/Pulsars.html|título=Essential Radio Astronomy: Pulsar Properties|autor=J. J. Condon y S. M. Ransom |publisher=[[National Radio Astronomy Observatory]]|fechaacceso=5 de enero de 2008}}</ref> Por otro lado se conocen frecuencias cercanas a 2,9×10<small><sup>27</sup></small> Hz, que han sido detectadas provenientes de fuentes astrofísicas.<ref>{{cita publicación|doi= 10.1086/513696|título=Discovery of TeV Gamma‐Ray Emission from the Cygnus Region of the Galaxy|revista=The Astrophysical Journal Letters|fecha=2007 March 20|autor=A. A. Abdo; B. Allen; D. Berley; E. Blaufuss; S. Casanova; C. Chen; D. G. Coyne; R. S. Delay; B. L. Dingus; R. W. Ellsworth; L. Fleysher; R. Fleysher; I. Gebauer; M. M. Gonzalez; J. A. Goodman; E. Hays; C. M. Hoffman; B. E. Kolterman; L. A. Kelley; C. P. Lansdell; J. T. Linnemann; J. E. Mc Enery; A. I. Mincer; I. V. Moskalenko; P. Nemethy; D. Noyes; J. M. Ryan&#x A;;&#x A; F. W. Samuelson&#x A;;&#x A; P. M. Saz Parkinson; M. Schneider; A. Shoup&#x A;;&#x A; G. Sinnis&#x A;;&#x A; A. J. Smith; A. W. Strong; G. W. Sullivan; V. Vasileiou; G. P. Walker; D. A. Williams; X. W. Xu; G. B. Yodh|volumen=658|páginas=L33}}</ref>
La energía electromagnética en una particular [[longitud de onda]] [[λ]] (en el [[vacío (física)|vacío]]) tiene una frecuencia ''f'' asociada y una energía de [[fotón]] ''E''. Por tanto, el espectro electromagnético puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos términos. Se relacionan en las siguientes ecuaciones:
<math>c = f \lambda \,\!</math>, o lo que es lo mismo <math>\lambda = \frac{c}{f} \,\!</math>
<math>E=hf \,\!</math>, o lo que es lo mismo <math>E=\frac{hc}{\lambda} \,\!</math>
Donde <math>c=299.792.458 \ \mathrm{m/s}\,\!</math> ([[velocidad de la luz]]) y <math>h\,\!</math> es la [[constante de Planck]], <math>(h \approx 6,626069 \cdot 10^{-34} \ \mbox{J} \cdot \mbox{s} \approx 4,13567 \ \mathrm{\mu} \mbox{eV}/\mbox{GHz})</math>.
Por lo tanto, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y mucha energía mientras que las ondas de baja frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energía.
Por lo general, las radiaciones electromagnéticas se clasifican en base a su longitud de onda en [[Onda de radio|ondas de radio]], [[microondas]], [[Radiación infrarroja|infrarrojos]], la región visible –que percibimos como [[luz]] [[visible]]– [[Radiación ultravioleta|ultravioleta]], [[rayos X]] y [[rayos gamma]].
El comportamiento de las radiaciones electromagnéticas depende de su longitud de onda. Cuando la radiación electromagnética interactúa con átomos y moléculas puntuales, su comportamiento también depende de la cantidad de energía por quantum que lleve. A la par que las ondas de [[sonido]], la radiación electromagnética puede dividirse en [[octava]]s.<ref>Isaac Asimov, ''Isaac Asimov's Book of Facts''. Hastingshouse/Daytrips Publ., 1992. Página 389.</ref>
La [[espectroscopía]] puede detectar una región mucho más amplia del [[espectro electromagnético]] que el rango visible de 400 nm a 700 nm. Un [[espectrómetro]] de laboratorio común y corriente detecta longitudes de onda de 2 a 2500 [[nm]].
== Bandas del espectro electromagnético ==
Para su estudio, el espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas, aunque esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos.
{| class="wikitable" align=center
! Banda !! '''Longitud de onda''' ([[Metro|m]]) !! '''Frecuencia''' ([[Hercio|Hz]]) !! '''Energía''' ([[Julio (unidad)|J]])
|-
| [[Rayos gamma]]
| < 10 pm
| > 30,0 EHz
| > 20·10<sup>−15</sup> J
|-
| [[Rayos X]]
| < 10 nm
| > 30,0 PHz
| > 20·10<sup>−18</sup> J
|-
| [[Ultravioleta]] extremo
| < 200 nm
| > 1,5 PHz
| > 993·10<sup>−21</sup> J
|-
| [[Ultravioleta]] cercano
| < 380 nm
|> 789 THz
| > 523·10<sup>−21</sup> J
|-
| [[Luz|Luz Visible]]
| < 780 nm
| > 384 THz
| > 255·10<sup>−21</sup> J
|-
| [[Rayos infrarrojos|Infrarrojo]] cercano
| < 2,5 µm
| > 120 THz
| > 79·10<sup>−21</sup> J
|-
| [[Rayos infrarrojos|Infrarrojo]] medio
| < 50 µm
| > 6,00 THz
| > 4·10<sup>−21</sup> J
|-
| [[Rayos infrarrojos|Infrarrojo]] lejano/submilimétrico
| < 1 mm
| > 300 GHz
| > 200·10<sup>−24</sup> J
|-
| [[Radiación microondas|Microondas]]
| < 30 cm
| > 1 GHz
| > 2·10<sup>−24</sup> J
|-
| [[UHF|Ultra Alta Frecuencia]] - [[Radiofrecuencia|Radio]]
| < 1 m
| > 300 MHz
| > 19.8·10<sup>−26</sup> J
|-
| [[VHF|Muy Alta Frecuencia]] - [[Radiofrecuencia|Radio]]
| < 10 m
| > 30 MHz
| > 19.8·10<sup>−28</sup> J
|-
| [[Onda Corta]] - [[Radiofrecuencia|Radio]]
| < 180 m
| > 1,7 MHz
| > 11.22·10<sup>−28</sup> J
|-
| [[Onda Media]] - [[Radiofrecuencia|Radio]]
| < 650 m
| > 650 kHz
| > 42.9·10<sup>−29</sup> J
|-
| [[Onda Larga]] - [[Radiofrecuencia|Radio]]
| < 10 km
| > 30 kHz
| > 19.8·10<sup>−30</sup> J
|-
| [[VLF|Muy Baja Frecuencia]] - [[Radiofrecuencia|Radio]]
| > 10 km
| < 30 kHz
| < 19.8·10<sup>−30</sup> J
|}
=== Radiofrecuencia ===
{{AP|Radiofrecuencia}}
En radiocomunicaciones, los rangos se abrevian con sus siglas en inglés. Los rangos son:
<center>
<blockquote>
{| border="1" cellpadding="3" cellspacing="0"
! Nombre || Abreviatura inglesa || Banda [[ITU]] || Frecuencias || Longitud de onda
|-
| || <center></center> || <center></center> || Inferior a 3 [[Hz]] || > 100.000 [[km]]
|-
| [[Extrabaja frecuencia]] Extremely low frequency || <center>ELF</center> || <center>1</center> || 3-30 Hz || 100.000 km – 10.000 km
|-
| [[Superbaja frecuencia]] Super low frequency || <center>SLF</center> || <center>2</center> || 30-300 Hz || 10.000 km – 1000 km
|-
| [[Ultrabaja frecuencia]] Ultra low frequency || <center>ULF</center> || <center>3</center> || 300–3000 Hz || 1000 km – 100 km
|-
| [[Muy baja frecuencia]] Very low frequency|| <center>VLF</center> || <center>4</center> || 3–30 [[kHz]] || 100 km – 10 km
|-
| [[Baja frecuencia]] Low frequency || <center>LF</center> || <center>5</center> || 30–300 kHz || 10 km – 1 km
|-
| [[Media frecuencia]] Medium frequency || <center>MF</center> || <center>6</center> || 300–3000 kHz || 1 km – 100 [[Metro|m]]
|-
| [[Alta frecuencia]] High frequency || <center>HF</center> || <center>7</center> || 3–30 [[MHz]] || 100 m – 10 m
|-
| [[Muy alta frecuencia]] Very high frequency || <center>VHF</center> || <center>8</center> || 30–300 MHz || 10 m – 1 m
|-
| [[Ultraalta frecuencia]] Ultra high frequency || <center>UHF</center> || <center>9</center> || 300–3000 MHz || 1 m – 100 [[mm]]
|-
| [[Superalta frecuencia]] Super high frequency || <center>SHF</center> || <center>10</center> || 3-30 [[GHz]] || 100 mm – 10 mm
|-
| [[Extraalta frecuencia]] Extremely high frequency || <center>EHF</center> || <center>11</center> || 30-300 GHz || 10 mm – 1 mm
|-
| || <center></center> || <center></center> || Por encima de los 300 GHz || < 1 mm
|}
</blockquote>
</center>
* '''Frecuencias extremadamente bajas''': Llamadas ''ELF'' (''Extremely Low Frequencies''), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 3 a 30 Hz. Este rango es equivalente a aquellas frecuencias del sonido en la parte más baja (grave) del intervalo de percepción del oído humano. Cabe destacar aquí que el oído humano percibe ondas sonoras, no electromagnéticas, sin embargo se establece la analogía para poder hacer una mejor comparación.
* '''Frecuencias superbajas''': ''SLF'' (''Super Low Frequencies''), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 30 a 300 Hz. En este rango se incluyen las ondas electromagnéticas de frecuencia equivalente a los sonidos graves que percibe el oído humano típico.
* '''Frecuencias ultrabajas''': ''ULF'' (''Ultra Low Frequencies''), son aquellas en el intervalo de 300 a 3000 Hz. Este es el intervalo equivalente a la frecuencia sonora normal para la mayor parte de la [[voz humana]].
* '''Frecuencias muy bajas''': ''VLF'', ''Very Low Frequencies''. Se pueden incluir aquí las frecuencias de 3 a 30 [[kHz]]. El intervalo de VLF es usado típicamente en comunicaciones gubernamentales y militares.
* '''Frecuencias bajas''': ''LF'', (''Low Frequencies''), son aquellas en el intervalo de 30 a 300 kHz. Los principales servicios de comunicaciones que trabajan en este rango están la navegación aeronáutica y marina.
* '''Frecuencias medias''': MF, Medium Frequencies, están en el intervalo de 300 a 3000 kHz. Las ondas más importantes en este rango son las de radiodifusión de [[Amplitud Modulada|AM]] (530 a 1605 kHz).
* '''Frecuencias altas''': ''HF'', ''High Frequencies'', son aquellas contenidas en el rango de 3 a 30 MHz. A estas se les conoce también como "onda corta". Es en este intervalo que se tiene una amplia gama de tipos de radiocomunicaciones como radiodifusión, comunicaciones gubernamentales y militares. Las comunicaciones en banda de radioaficionados y banda civil también ocurren en esta parte del espectro.
* '''Frecuencias muy altas''': ''VHF'', ''Very High Frequencies'', van de 30 a 300 MHz. Es un rango popular usado para muchos servicios, como la radio móvil, comunicaciones marinas y aeronáuticas, transmisión de radio en [[Frecuencia Modulada|FM]] (88 a 108 MHz) y los canales de televisión del 2 al 12 [según norma CCIR (Estándar B+G Europa)]. También hay varias bandas de radioaficionados en este rango.
* '''Frecuencias ultraaltas''': ''UHF'', ''Ultra High Frequencies'', abarcan de 300 a 3000 MHz, incluye los canales de televisión de UHF, es decir, del 21 al 69 [según norma CCIR (Estándar B+G Europa)] y se usan también en servicios móviles de comunicación en tierra, en servicios de telefonía celular y en comunicaciones militares.
* '''Frecuencias superaltas''': ''SHF'', ''Super High Frequencies'', son aquellas entre 3 y 30 GHz y son ampliamente utilizadas para comunicaciones vía satélite y radioenlaces terrestres. Además, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta tasa de transmisión de datos a muy corto alcance mediante [[UWB]]. También son utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB.
* '''Frecuencias extremadamente altas''': ''EHF'', ''Extrematedly High Frequencies'', se extienden de 30 a 300 GHz. Los equipos usados para transmitir y recibir estas señales son más complejos y costosos, por lo que no están muy difundidos aún.
Existen otras formas de clasificar las ondas de radiofrecuencia. Como ejemplo, cabe destacar que las frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, son llamadas [[microondas]]. Estas frecuencias abarcan parte del rango de UHF y todo el rango de SHF y EHF. Estas ondas se utilizan en numerosos sistemas, como múltiples dispositivos de transmisión de datos, radares y hornos microondas.
=== Infrarrojo ===
{{AP|Radiación infrarroja}}
Las ondas infrarrojas están entre el rango de 0,7 a 100 micrómetros. La radiación infrarroja se asocia generalmente con el calor. Estas son producidas por cuerpos que generen calor, aunque a veces pueden ser generadas por algunos diodos emisores de luz y algunos láseres.
Las señales infrarrojas son usadas para algunos sistemas especiales de comunicaciones, como en astronomía para detectar estrellas y otros cuerpos y para guías en armas, en los que se usan detectores de calor para descubrir cuerpos móviles en la oscuridad. También se usan en los controles remotos de los televisores, en los que un transmisor de estas ondas envía una señal codificada al receptor de infrarrojos del televisor. En últimas fechas se ha estado implementando conexiones de área local [[red de área local|LAN]] por medio de dispositivos que trabajan con infrarrojos, pero debido a los nuevos estándares de comunicación estas conexiones han perdido su versatilidad.
=== Espectro visible ===
{{AP|Espectro visible}}
[[Archivo:Electromagnetic spectrum-es.svg|800px|center|thumb|Espectro electromagnético.]]
{| class="wikitable" width=400 align="right" style="text-align: center; margin: 0.5em auto; width: auto; margin-left:1em;"
! colspan="2" style="background:#FFF;" | [[Archivo:Linear visible spectrum.svg|center|200px|sRGB rendering of the spectrum of visible light]]
|-
![[Color]]
|[[Longitud de onda]]
|-
|bgcolor="CEB0F4" |'''[[violeta (color)|violeta]]'''
|380–450 nm
|-
|bgcolor="B0CCF4" |'''[[azul]]'''
|450–495 nm
|-
|bgcolor="B4F4B0" |'''[[verde]]'''
|495–570 nm
|-
|bgcolor="F4F4B0" |'''[[amarillo]]'''
|570–590 nm
|-
|bgcolor="F4DDB0" |'''[[naranja (color)|naranja]]'''
|590–620 nm
|-
|bgcolor="F4B0B0" |'''[[rojo]]'''
|620–750 nm
|}
Por arriba de las radiaciones infrarrojas tenemos a lo que comúnmente llamamos luz. Es un tipo especial de radiación electromagnética que tiene una longitud de onda en el intervalo de 0,4 a 0,8 micrómetros. La unidad usual para expresar las longitudes de onda es el [[Ångström]]. Los intervalos van desde los 8.000 Ångströms ([[rojo]]) hasta los 4.000 Ångströms ([[violeta (color)|violeta]]), donde la onda más corta es la del color violeta.
La luz puede usarse para diferentes tipos de comunicaciones. Las ondas de luz pueden modularse y transmitirse a través de [[Fibra óptica|fibras ópticas]], lo cual representa una ventaja pues con su alta frecuencia es capaz de llevar más información.
Por otro lado, las ondas de luz pueden transmitirse en el espacio libre, usando un haz visible de láser.
=== Ultravioleta ===
{{AP|Radiación ultravioleta}}
La luz ultravioleta cubre el intervalo de 4 a 400 nm. El [[sol]] es una importante fuente emisora de rayos en esta frecuencia, los cuales causan cáncer de piel a exposiciones prolongadas. Este tipo de onda no se usa en las telecomunicaciones, sus aplicaciones son más en el campo de la medicina.
=== Rayos X ===
{{AP|Rayos X}}
La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionar las películas fotográficas. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).
=== Rayos gamma ===
{{AP|Rayos gamma}}
La radiación gamma es un tipo de radiación electromagnética producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia.
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.
== Bibliografía ==
* {{cita libro|apellidos= Frenzel|nombre= Louis L.|editorial= Alfaomega|título= Sistemas electrónicos de comunicaciones|edición= Tercera reimpresión|fecha= |año= 2003|mes= mayo|ubicación= México D.F.|id= |isbn= 970-15-0641-3|páginas= 21 a 23| urlcapítulo = }}
== Referencias ==
{{listaref}}
== Enlaces externos ==
* [http://www.espectrometria.com Artículo sobre el espectro electromagnético en Espectrometria .com]
[[Categoría:Espectro electromagnético| ]]
[[Categoría:Electromagnetismo]]
[[af:Elektromagnetiese spektrum]]
[[an:Espectro eletromagnetico]]
[[ar:طيف كهرومغناطيسي]]
[[ast:Espectru electromagnéticu]]
[[bg:Електромагнитен спектър]]
[[bs:Elektromagnetni spektar]]
[[ca:Espectre]]
[[cs:Elektromagnetické spektrum]]
[[da:Elektromagnetisk spektrum]]
[[de:Elektromagnetisches Spektrum]]
[[en:Electromagnetic spectrum]]
[[eu:Espektro elektromagnetiko]]
[[fi:Sähkömagneettinen spektri]]
[[fr:Spectre électromagnétique]]
[[gl:Espectro electromagnético]]
[[he:הספקטרום האלקטרומגנטי]]
[[hi:विद्युतचुंबकीय वर्णक्रम]]
[[hr:Spektar (fizika)]]
[[id:Spektrum elektromagnetik]]
[[it:Spettro elettromagnetico]]
[[ja:電磁スペクトル]]
[[jv:Spektrum elektromagnetik]]
[[ko:전자기 스펙트럼]]
[[ml:വിദ്യുത്കാന്തിക വര്ണ്ണരാജി]]
[[ms:Spektrum elektromagnet]]
[[nl:Elektromagnetisch spectrum]]
[[nn:Det elektromagnetiske spekteret]]
[[no:Elektromagnetisk spekter]]
[[pt:Espectro eletromagnético]]
[[ru:Электромагнитный спектр]]
[[sk:Elektromagnetické spektrum]]
[[sl:Spekter elektromagnetnega valovanja]]
[[sq:Spektri]]
[[su:Spéktrum éléktromagnétik]]
[[ta:மின்காந்த நிழற்பட்டை]]
[[th:สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า]]
[[tr:Elektromanyetik tayf]]
[[zh:電磁波譜]]
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