Las ondas de luz están presentes en todos los aspectos de la vida humana. Desde el uso de teléfonos móviles, Internet, radios y televisión hasta el diagnóstico médico y la seguridad, se ha demostrado que las ondas de luz son una parte esencial de la sociedad actual. ¿Qué son las ondas de luz? ¿Qué tipo de ondas son ondas de luz? Cuales son sus aplicaciones? En esta lección, aprenderá más sobre las ondas de luz, sus tipos, partes y diversas aplicaciones.
¿Qué son las ondas de luz?
Las ondas de luz , como otros tipos de ondas, transportan energía de una fuente. Están compuestos por partículas discretas de energía llamadas fotones . Los fotones no tienen masa, pero llevan impulso y energía. Al igual que hay sonidos que no se pueden escuchar porque están más allá del rango auditivo humano, también hay formas de ondas de luz que los ojos humanos no pueden ver. Sin embargo, propiedades como la longitud de onda y la frecuencia son comunes en todos los tipos de ondas. La longitud de onda es la distancia entre las partes adyacentes de una ola (p. Ej., Cresta a cresta o valle a valle). La frecuencia , por otro lado, se refiere al número de ondas que pasan por un punto fijo en un momento dado. Cuanto mayor es la frecuencia, más ondas pasan por cada punto y viceversa. La frecuencia está directamente relacionada con la energía, donde cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía. La longitud de onda y la frecuencia están inversamente relacionadas entre sí. Las longitudes de onda más largas tienen frecuencias más bajas, mientras que las longitudes de onda más cortas tienen frecuencias más altas.
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¿Qué tipo de onda es la luz?
La luz es una onda transversal , donde el movimiento de la partícula es perpendicular a la propagación de la onda. Está formado por campos eléctricos y magnéticos alternos producidos por partículas cargadas aceleradas. Estos campos eléctricos y magnéticos alternos se propagan perpendicularmente a la dirección de propagación de una onda. Otra característica de la luz es que puede propagarse incluso en ausencia de un medio. Esta es la razón por la que la luz solar puede llegar fácilmente a la Tierra incluso si solo hay un espacio vacío entre el planeta y el sol. Todas las formas de ondas de luz son ondas electromagnéticas; por lo tanto, todos viajan a la misma velocidad de {eq} 3.00 times 10 ^ 8 {/ eq} m / s.
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Tipos de ondas de luz
El espectro electromagnético incluye todas las diferentes formas de ondas de luz que varían solo en términos de sus frecuencias y longitudes de onda. Tenga en cuenta que cada tipo no tiene una división distinta y puede superponerse de vez en cuando. Las siguientes son las diferentes formas de ondas de luz (tipos de ondas electromagnéticas) dispuestas en frecuencia creciente y longitudes de onda decrecientes:
- Las ondas de radio tienen longitudes de onda superiores a 0,1 m. Tienen la longitud de onda más larga del espectro electromagnético, que puede variar desde la longitud de una pelota de fútbol hasta el diámetro de un planeta. Estas ondas se utilizan comúnmente para comunicaciones como televisión y radio.
- Las microondas tienen longitudes de onda más cortas que las ondas de radio y tienen frecuencias que van desde {eq} 10 ^ 9 {/ eq} Hz a {eq} 10 ^ {12} {/ eq} Hz. Estas ondas se utilizan en comunicaciones por satélite.
- Las ondas infrarrojas se encuentran entre las microondas y la luz visible, aunque el límite no está claramente definido. El término infrarrojo significa ‘debajo del rojo’, lo que da una pista de que se encuentra cerca del límite inferior de la luz visible. Estas ondas se utilizan en imágenes térmicas y calefacción.
- La luz visible es la única parte del espectro electromagnético que pueden ver los ojos humanos. Es un rango muy estrecho con longitudes de onda entre 400 nm y 750 nm. Tiene seis componentes o colores, a saber, rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. El rojo tiene la longitud de onda más larga pero tiene la frecuencia más baja, mientras que el violeta tiene la longitud de onda más corta y la frecuencia más alta. Es el principal responsable de la visión humana y de cómo los humanos perciben la luz.
- Los rayos ultravioleta se encuentran justo encima de la parte violeta de la luz visible, de ahí su nombre. Su longitud de onda varía entre 400 nm y aproximadamente 10 nm. Es invisible para el ojo humano, pero algunos insectos, como los abejorros, pueden ver objetos usándolos. Se utiliza en esterilización.
- Los rayos X se encuentran entre los rayos ultravioleta y gamma y tienen longitudes de onda que se extienden desde {eq} 10 ^ {- 8} {/ eq} a {eq} 10 ^ {- 12} {/ eq} m. Los rayos X son más penetrantes que los rayos ultravioleta y afectan a las células vivas. Son ampliamente utilizados en imágenes médicas y de seguridad.
- Los rayos gamma tienen la longitud de onda más corta pero tienen la frecuencia más alta. En consecuencia, también son los más penetrantes y tienen la mayor energía entre las radiaciones electromagnéticas. Suelen ser producidos por estrellas de neutrones y explosiones de supernovas. También se utilizan en medicina nuclear, seguridad y tratamientos contra el cáncer debido a su alta energía.
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Ejemplos de ondas de luz
Las diferentes formas de ondas de luz se encuentran y se utilizan todos los días. Algunos de los ejemplos de ondas de luz son tan comunes que a menudo se pasan por alto de vez en cuando. La luz solar es una fuente de luz visible. Permite a los humanos percibir las cosas a su alrededor. Las bombillas, las luciérnagas y las estrellas emiten luz visible. Sin embargo, la radiación ultravioleta dañina también proviene del sol y puede provocar daños en la piel después de exposiciones prolongadas. Los rayos ultravioleta también se utilizan para detectar dinero falso, donde se detecta tinta especial invisible en condiciones normales de iluminación al exponer los billetes a la luz ultravioleta. Esta aplicación se ha integrado fácilmente en tarjetas de identificación y tarjetas de crédito para mayor seguridad.
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Los controles remotos usan ondas infrarrojas para controlar televisores en casa. Transmite pulsos de luz infrarroja que luego se transmiten como señales o códigos y llegan a la televisión como comandos. Los termómetros infrarrojos también utilizan radiación infrarroja. Utiliza una lente para enfocar la radiación infrarroja emitida por el objeto en un detector. Luego, la radiación se absorbe y se convierte en calor, lo que produce una salida de voltaje. Esto se usa para determinar la temperatura y eventualmente se muestra en la pantalla.
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Aplicaciones de las ondas de luz
Aparte de los ejemplos comunes discutidos anteriormente, las diferentes formas de ondas de luz tienen una amplia gama de aplicaciones. Algunos de estos son los siguientes:
- Los teléfonos móviles tienen un receptor de radio y un transmisor de radio débil. Estos receptores y transmisores permiten que los teléfonos móviles sintonicen y transmitan señales a frecuencias de microondas específicas.
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- En la radiodifusión , las ondas de sonido se codifican primero en ondas de radio y se transmiten por antenas desde torres de radio. Cuando estas ondas llegan a una antena receptora, se produce una corriente a partir de las ondas de radio. Estas ondas de radio se convierten en energía mecánica para producir sonido, que se escucha en las radios.
- Wi-Fi funciona con microondas y permite que los dispositivos móviles se conecten de forma inalámbrica. Los datos de ceros y unos binarios se codifican a través de microondas, se transmiten a través del enrutador Wi-Fi y se reciben y procesan mediante dispositivos móviles.
- Los microondas se utilizan para cocinar . Este tipo de onda permite que las moléculas de agua que se encuentran en los alimentos vibren y generen calor y cocinen los alimentos.
- La luz visible permite a los humanos disfrutar del color y la belleza de la naturaleza y el mundo que los rodea. Esto es posible gracias a las células cónicas que se encuentran en la retina. Estos fotorreceptores responden a diferentes longitudes de onda de luz responsables de los colores que ven los humanos. Tres tipos de conos, a saber, conos de longitud de onda ‘corta’, ‘media’ o ‘larga’, son sensibles a las longitudes de onda azul, verde y roja, respectivamente.
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- Los rayos X se utilizan en imágenes médicas , como la producción de imágenes de los dientes y los huesos para el diagnóstico médico. Esto es posible porque los huesos son más densos y absorben más rayos X que la piel. Por lo tanto, los huesos y otras partes más densas del cuerpo producen una sombra mientras que la piel parece más transparente.
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- Los rayos gamma se utilizan en el tratamiento del cáncer como radioterapia. Las partículas u ondas de alta energía dañan las células cancerosas e impiden que crezcan y se multipliquen.
Resumen de la lección
Las ondas de luz transportan energía de una fuente. Está compuesto por paquetes de energía discretos y sin masa llamados fotones . Cualquier forma de onda tiene propiedades comunes, a saber, frecuencia y longitud de onda . La luz es una onda transversal , caracterizada por la alternancia de campos eléctricos y magnéticos que se propagan perpendicularmente a la dirección de la onda. Todas las ondas de luz también viajan a la misma velocidad de {eq} 3.00 times 10 ^ 8 {/ eq} m / s en el vacío. A diferencia de otros tipos de ondas, las ondas de luz no necesitan ningún medio para propagarse. El espectro electromagnético incluye las diferentes formas de ondas de luz dispuestas en términos de longitud de onda y frecuencia variables. Estos son ondas de radio , microondas , infrarrojos , luz visible , ultravioleta , rayos X y rayos gamma . Las ondas de radio tienen la longitud de onda más larga y la frecuencia más baja, mientras que los rayos gamma tienen la longitud de onda más corta y la frecuencia más alta. Cada forma tiene una aplicación específica en la sociedad. En general, las ondas electromagnéticas se utilizan en teléfonos móviles, radiodifusión, Wi-Fi, cocina, visión, imágenes médicas y tratamiento del cáncer.
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