Ondas de luz: definición, tipos y usos

Definición de ondas de luz

Estás rodeado de ondas electromagnéticas. ¡Están por todas partes! Desde la luz que puede ver, hasta el infrarrojo que produce su cuerpo, hasta el ultravioleta que entra por la ventana desde el sol. No podrías escapar de las olas si lo intentaras. Pero, de nuevo, ¿por qué querrías hacerlo?

El término ondas de luz puede ser utilizado de manera diferente por diferentes personas. Los físicos tienden a usar casualmente ‘ondas de luz’ para significar exactamente lo mismo que ondas electromagnéticas, pero la mayoría de los no físicos no lo hacen. ¿Entonces cuál es la diferencia?

Las ondas electromagnéticas (o radiación electromagnética) son ondas formadas por campos eléctricos y magnéticos oscilantes, e incluyen ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Como todas las ondas, transportan energía y esa energía puede ser de muy alta intensidad (como las ondas electromagnéticas que recibimos del sol). Al mirar el espectro de luz visible, el extremo azul del espectro electromagnético es de alta frecuencia, alta energía y longitud de onda corta. El extremo rojo del espectro electromagnético es de baja frecuencia, baja energía y larga longitud de onda.

La luz es solo una parte del espectro electromagnético, la parte que nuestros ojos pueden ver. Entonces, cuando la mayoría de la gente habla de ondas de luz, esto es lo que quieren decir. Sin embargo, en física, las ‘ondas de luz’ a menudo se refieren a todas y cada una de las ondas del espectro electromagnético, y esto es lo que discutiremos en esta lección.

Los diferentes tipos de ondas de luz

Las ondas de radio se encuentran en el extremo rojo del espectro electromagnético. El extremo rojo es también la energía más baja, la frecuencia más baja y la longitud de onda más larga.

Las ondas de radio se utilizan principalmente en las comunicaciones, para enviar señales de un lugar a otro. Como era de esperar, las estaciones de radio utilizan ondas de radio, al igual que los teléfonos celulares, los televisores y las redes inalámbricas. Debido a la gran longitud de onda de las ondas de radio, pueden rebotar en la ionosfera de la Tierra, lo que permite que las estaciones de radio transmitan sus transmisiones a largas distancias, sin estar en la línea de visión de todos sus oyentes.

Los teléfonos móviles utilizan ondas de radio.

Las microondas son las siguientes más cercanas al extremo rojo del espectro. Probablemente pueda adivinar que las microondas se utilizan en las microondas de nuestra cocina para cocinar su comida. Tienen una energía lo suficientemente alta como para aumentar el movimiento de las moléculas en los alimentos sin ionizar los átomos (lo que permite que los electrones escapen). Esto es importante, porque significa que la comida solo se calentará, su composición química seguirá siendo la misma.

Uso de microondas. . . microondas.

El infrarrojo tiene una longitud de onda un poco más larga de la que nuestros ojos pueden detectar. El cuerpo humano tiene una temperatura que produce radiación en esta parte del espectro, por lo que los detectores de infrarrojos se pueden utilizar como cámaras de visión nocturna. Los controles remotos también utilizan infrarrojos para enviar señales a televisores y otros equipos AV.

Imagen infrarroja de un humano

La luz visible es la parte del espectro electromagnético que nuestros ojos pueden detectar y, por lo tanto, es la parte con la que estamos más familiarizados en nuestra vida cotidiana. Se considera que está en el «medio» del espectro electromagnético, aunque esto es bastante arbitrario.

El ultravioleta (a menudo abreviado a UV) se dirige hacia el lado azul del espectro electromagnético, que es el lado de alta energía y longitud de onda más corta. El ultravioleta es un poco demasiado corto en longitud de onda para que nuestros ojos lo detecten. Las ondas UV tienen una energía lo suficientemente alta como para ionizar átomos, romper enlaces moleculares e incluso dañar moléculas de ADN. Por este motivo, son los rayos UV los que provocan las quemaduras solares y, por tanto, el cáncer de piel. La mayoría de las ondas ultravioleta dañinas del sol son absorbidas por la atmósfera (especialmente el nitrógeno) y la capa de ozono, pero lo suficiente como para tener cuidado al usar protector solar y protección ocular UV.

Los rayos X son de muy alta energía y, al igual que los rayos UV, pueden ionizar átomos en el cuerpo y causar daños. Sin embargo, en las longitudes de onda adecuadas y en las cantidades adecuadas, pueden rebotar de forma segura en los tejidos corporales para crear imágenes de rayos X del interior del cuerpo humano. Los rayos X también son creados por estrellas de neutrones, agujeros negros y nebulosas, y los telescopios de rayos X son, por lo tanto, útiles en la investigación astrofísica.

Imágenes médicas de rayos X

Los rayos gamma son la energía más alta de todas y, por lo tanto, son la frecuencia más alta. Están en el extremo azul del espectro y tienen la longitud de onda más pequeña de todas. Debido a que los rayos gamma son altamente ionizantes, son potencialmente peligrosos: son producidos por una gran cantidad de materiales radiactivos y pueden causar cáncer.

Si bien pueden causar cáncer, cuando se controlan, pueden usarse para tratar el cáncer en radioterapia. Incluso tienen otros usos médicos, como crear imágenes del interior del cuerpo mediante un escáner PET. Debido a su capacidad para penetrar a través de la mayoría de los materiales, son extremadamente útiles en astrofísica para tomar imágenes de objetos lejanos u objetos que están detrás de otros objetos.

Imagen del escáner PET

Resumen de la lección

Cuando la mayoría de la gente usa el término ondas de luz, generalmente se refieren a luz visible. Sin embargo, en física, el término ondas de luz tiende a usarse como sinónimo de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas están formadas por campos eléctricos y magnéticos oscilantes y, como todas las ondas, transportan energía. Existen muchos tipos de ondas electromagnéticas. Desde la energía más baja hasta la energía más alta (rojo a azul) hay ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Cada uno de ellos tiene sus usos y, en el extremo de la alta energía, también tienen sus peligros.

Las ondas electromagnéticas nos rodean y participan en todos los aspectos de nuestras vidas. Cuanto mejor los entendemos, mejor entendemos las cosas que vemos todos los días, desde el sol hasta la tecnología que es omnipresente en la vida moderna.

Ondas de luz: términos y tipos clave

• Ondas electromagnéticas : ondas formadas por campos eléctricos y magnéticos oscilantes, es decir, ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos gamma y rayos X
• Ondas de luz : sinónimo de ondas electromagnéticas
• Luz : en física, se refiere a todas las ondas del espectro electromagnético.

Los resultados del aprendizaje

Estudie la lección con la anticipación de lograr posteriormente los siguientes objetivos:

• Comprender qué se entiende por los términos ‘luz’, ‘ondas de luz’ y ‘ondas electromagnéticas’
• Compara los tipos de ondas de luz y explica sus diversos usos.

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