El espectro electromagnético

La bobina de inducción de Hertz producía radiación electromagnética con un longitud de onda de 1 m aproximadamente. Esto viene a ser un millón de veces la longitud de onda de la luz visible. Experimentos posteriores mostraron que era posible obtener un rango muy amplio y continuo de longitudes ( y frecuencias) de ondas electromagnéticas. El rango completo se conoce como espectro electromagnético.

No debe confundirse espectro electromagnético con el espectro visible, que incluye solo las frecuencias visibles por el ojo humano. En principio, el espectro electromagnético abarca frecuencias desde 0 hertz (la unidad de medida de la frecuencia se denomina así en honor de Hertz, obviamente, y su símbolo es Hz; corresponde a un ciclo por segundo, en este caso un hertz corresponde a una oscilación completa de los campos eléctrico y magnético por segundo) a infinito, pero en la práctica se ha estudiado el rango de frecuencias que va desde 1 Hz a los 1026 Hz, lo que corresponde a longitudes de onda entre los 108 y los 10-18 m. Como resultado de estos estudios se han encontrado aplicaciones prácticas para muchos subrangos de frecuencias.

Espectro electromagnético

Tal y como se aprecia en la ilustración, estos subrangos reciben nombres propios: visible, infrarrojo, ondas de radio o rayos X son algunos de ellos. En cada uno de ellos la radiación se produce y detecta de una forma concreta. Por ejemplo, la luz visible se observa por su efecto en la retina del ojo humano, pero para detectar las ondas de radio hace falta un equipo electrónico específico. En cualquier caso, las regiones del espectro se solapan; así, una determinada frecuencia va a ser considerada radiación ultravioleta o dependiendo más por qué región se está considerando o cómo se ha producido que su ubicación exacta en el espectro total. Después de todo estas regiones son arbitrariedades humanas ya que, como hemos dicho, el espectro es continuo.

Eso sí, todas las ondas del espectro electromagnético, aunque se produzcan y detecten de formas diversas, se comportan tal y como predice la teoría de Maxwell. Todas las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio a la misma velocidad, que es la de la luz en el medio que se trate en cada caso. Todas portan energía; cuando se absorben, el objeto que las absorbe se calienta (ponerse un rato al sol es un ejemplo sencillo).

De lo anterior se deduce que la radiación electromagnética, sea cual sea su frecuencia, puede emitirse solo si se suministra energía a la fuente de radiación, que es, en última instancia, una carga sometida a aceleración. Esta aceleración de la carga se puede conseguir de muchas maneras. Por ejemplo, si calentamos un material incrementamos la energía vibracional de las partículas cargadas que lo constituyen, así un hierro emitirá radiación infrarroja si se calienta, y si se hace lo suficiente (al rojo) comenzará a emitir radiación visible. También puede conseguirse la aceleración necesaria cambiando el movimiento de las cargas en un conductor eléctrico, una antena, o cambiando la dirección del movimiento de una partícula cargada.

Hablando en términos físicos, en todos los casos se produce un trabajo por parte de la fuerza que se aplica para acelerar la carga eléctrica. Parte de la energía que se suministra a la antena para realizar este trabajo se “radia”; es decir, se propaga alejándose de la fuente (la antena) en forma de onda electromagnética.

El trabajo de Maxwell y Hertz supuso una nueva forma de ver, entender y apreciar la naturaleza. También preparó el terreno para una explosión de nuevas tecnologías que será lo que exploremos brevemente en próximas entregas.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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