14 marzo 2011

Radiaciones Electromagneticas (REM)

En artículos anteriores se ha mencionado algunas características de los rayos catodicos y de los rayos canales, así como la participación de los Rayos X en el experimento de Millikan.

¿Qué diferencia existe entre los rayos catódicos y los rayos canales?

Se sabe que los rayos catódicos son flujo de electrones, es decir un flujo de partículas negativas con alta energía cinética, por lo tanto, esta radiación es de naturaleza “corpuscular” Por otro lado en 1895 Wilhem Roengten descubrió y estudio las propiedades de los rayos X, comprobando que no poseen carga eléctrica ni masa; esto significa que no son flujos de ninguna clase de partículas, por lo que no son corpusculares, son radiaciones energéticas o electromagnéticas. A este tipo de radiación también corresponden la luz visible o blanca, los rayos gamma, las ondas de radio, televisión, etc. Transportan energía en forma de campos eléctricos y magnéticos a través de cualquier cuerpo material o a través del espacio; se les llama también ondas electromagnéticas.

¿Que es una onda electromagnética?

En primer lugar definimos el concepto de “onda” partiendo de un ejemplo familiar: un joven surfista flotando en el mar. En este caso se observa que las ondas marinas generadas por diferencias en la presión de la superficie del agua afectan el movimiento del joven surfista en forma periódica, tal es así que este sube y baja en forma repetitiva sin desplazarse horizontalmente,

Entonces, la onda es la propagación de energía generada por una perturbación vibracional que viaja a través de un medio sin desplazarlo.

ondas electromagneticas

La distancia entre crestas o valles consecutivos de la onda se llama longitud de onda (λ) y el número de movimientos completos (de sube y baja) o ciclos por unidad de tiempo se denomina frecuencia (υ). El producto de ambas es la velocidad (V) con la cual la onda se mueve a través del agua.

formula ondas electromagneticas

En el caso de una onda electromagnética, se origina por una perturbación de un campo magnético o un campo eléctrico; debido a ello, dichos campos oscilan o fluctúan perpendicularmente entre si y viajan a través del espacio a la misma velocidad que la luz.

Las radiaciones electromagnéticas no sufren desviación ante un campo eléctrico generado por placas con carga eléctrica o ante un campo magnético procedente de los polos de un imán. Esto se debe a que no poseen carga eléctrica. Tampoco poseen masa en reposo.

Características de las ondas electromagnéticas:

Para realizar cálculos simples acerca de las radiaciones electromagnéticas tomaremos ejemplo de la siguiente radiación ultravioleta.

vemos aquí una fracción de una onda electromagnética de luz ultravioleta. En este se observan que dos ciclos completos recorren una longitud de 3000 Ȃ.

radiacion ultravioleta

1. Longitud de Onda (λ): Nos indica la distancia entre dos crestas adyacentes o la distancia correspondiente a un ciclo u oscilación completa. Se mide en metros, centímetros, nanómetros, Angstrom (Ȃ), etc., dependiendo del tipo de REM.

Del ejemplo de la luz ultravioleta se observa que:

2 λ = 3000 Ȃ    →  λ = 1500 Ȃ

Para convertir a centímetros se utiliza la siguiente equivalencia:

1 Ȃ = 10-8cm.

Entonces: λ = 1500 Ȃ = 1500 x 10-8 cm = 15 x 10-6 cm.

2. Frecuencia (υ): Es el número de longitudes de onda (oscilaciones completas o ciclos) que atraviesan un punto dado por unidad de tiempo (segundo). La frecuencia de una radiación electromagnética es constante, solo depende de la fuente emisora; por lo tanto, no varia cuando la radiación pasa de un medio material a otro.

frecuencia

Unidad: ciclo / s = s-1 = Hertz (Hz)

3. Velocidad (v): Nos indica la rapidez con la que se desplaza la onda. Las radiaciones electromagnéticas en el vacío viajan a la misma velocidad que la luz (c)

Para cualquier onda que viaja con cierta velocidad (v), la longitud de onda y la frecuencia se relacionan así:

v = λ x υ

Por lo tanto, la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales entre si. Mientras mas pequeña sea la longitud de onda mayor será la frecuencia.

Para una onda electromagnética: c = λ x υ

Aplicación: Para la radiación ultravioleta del ejemplo anterior, hallaremos su frecuencia:

Se sabe que: c = λ x υ

Por dato, la velocidad de la luz (c) es: 3 x 1010 cm/s

De la aplicación anterior se sabe que la longitud de onda (λ) es: 15 x 10-6 cm

Reemplazando valores:

14-3-2011 13.3.31 3

Significa que 2 x 1015 ciclos o número de longitudes de onda completos de la radiación pasan por un punto fijo en cada segundo.

4. Periodo (T): Es el tiempo que demora en realizar un ciclo o recorrer una longitud de onda. Es inversamente proporcional a la frecuencia:

T = 1 / υ

Unidad = s (segundo)

Del ejemplo de la radiación ultravioleta, hallaremos su periodo:

periodo

Es decir, que un ciclo completo de la radiación se cubre en 5 x 10-16 segundos.

5. Número de Onda (ṽ): Es el numero de longitudes de onda o numero de ciclos presentes en una distancia de 1 cm. Esto equivale a la inversa del valor de su longitud de onda expresada en centímetros.

ṽ = 1 / λ

Unidad: cm-1

Del ejemplo de la radiación ultravioleta, hallaremos su número de onda.

Sabemos del ejemplo anterior que:  λ = 15 x 10-6 cm

ṽ = 1 / λ  →   ṽ = 1 / 15 x 10-6 cm

ṽ = 6,67 x 104 cm-1

Significa que en una distancia de 1 cm. existen 6,67 x 104 números de onda.

6. Amplitud (A): Es la distancia del eje de simetría hasta la cresta (amplitud positiva, +A) o hasta el valle (amplitud negativa, –A). En el caso de las radiaciones visibles, está relacionada con la intensidad o brillantez de la luz.

VER INDICE DE TEORIA Y MODELOS ATOMICOS

2 comentarios

muy buena pagina :)

ES INTERESANTE POR QUE VIVIMOS EN UN MUNDO, EN UN UNIVERSO LLENO DE MUCHOS TIPOS DE RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS QUE ATRAVIEZAN EL ESPACIO.