Espectro electromagnético

Te explicamos qué es el espectro electromagnético, en qué regiones se divide, para qué se usa y cómo fue descubierto.

¿Qué es el espectro electromagnético?

El espectro electromagnético es la distribución de energías de las radiaciones electromagnéticas. Se puede expresar en términos de energía aunque más comúnmente se hace en términos de la longitud de onda y frecuencias de las radiaciones. Se extiende desde las radiaciones con menor longitud de onda (los rayos gamma) hasta las de mayor longitud de onda (las ondas de radio).

Se compone de diversos subrangos o porciones, cuyos límites no son del todo definidos y tienden a superponerse. Cada franja del espectro se distingue de las otras en el comportamiento de sus ondas durante la emisión, transmisión y absorción, así como en sus aplicaciones prácticas.

Las ondas electromagnéticas son vibraciones de los campos eléctricos y magnéticos que transportan energía. Estas ondas se propagan en el vacío a velocidad de la luz.

Al hablar del espectro electromagnético de un objeto, nos referimos a las distintas longitudes de onda que emite (llamado espectro de emisión) o absorbe (llamado espectro de absorción), generando así una distribución de energía en forma de un conjunto de ondas electromagnéticas.

Las características de dicha distribución dependen de la frecuencia o la longitud de onda de las oscilaciones, así como de su energía. Las tres cantidades están asociadas entre sí: a un dada una longitud de onda le corresponde una frecuencia y una energía determinadas. Las ondas electromagnéticas pueden asociarse a una partícula llamada fotón.

El espectro electromagnético se descubrió a raíz de los experimentos y los aportes del británico James Maxwell, quien descubrió la presencia de las ondas electromagnéticas y formalizó las ecuaciones de su estudio (conocidas como las ecuaciones de Maxwell).

Ver también: Electromagnetismo

Regiones del espectro electromagnético

El espectro electromagnético, en principio, es prácticamente infinito (por ejemplo la mayor longitud de onda sería el tamaño del universo) y continuo, pero hasta el momento hemos podido conocer algunas de sus regiones, conocidas como bandas o segmentos. Estas son, de menor a mayor:

• Rayos gamma. Con una longitud de onda menor a 10^-11 metros (m) y una frecuencia mayor a 10¹⁹.
• Rayos X. Con una longitud de onda menor a 10^-8 m y una frecuencia mayor a 10¹⁶.
• Radiación ultravioleta extrema. Con una longitud de onda menor a 10^-8 m y una frecuencia mayor a 1,5×10¹⁵.
• Radiación ultravioleta cercana. Con una longitud de onda menor a 380×10^-9 m y una frecuencia mayor a 7,89×10¹⁴.
• Espectro visible de la luz. Con una longitud de onda menor a 780×10^-9 m y una frecuencia mayor a 384×10¹².
• Infrarrojo cercano. Con una longitud de onda menor a 2,5×10^-6 m y una frecuencia mayor a 120×10¹².
• Infrarrojo medio. Con una longitud de onda menor a 50×10^-6 m y una frecuencia mayor a 6×10¹².
• Infrarrojo lejano o submilimétrico. Con una longitud de onda menor a 350×10^-6 m y una frecuencia mayor a 300×10⁹.
• Radiación de microondas. Con una longitud de onda menor a 10^-2 m y una frecuencia mayor a 3×10⁸.
• Ondas de radio de ultra alta frecuencia. Con una longitud de onda menor a 1 m y una frecuencia mayor a 300×10⁶.
• Ondas de radio de muy alta frecuencia. Con una longitud de onda menor a 100 m, una frecuencia mayor a 30×10⁶Hz.
• Onda corta de radio. Con una longitud de onda menor a 180 m y una frecuencia mayor a 1,7×10⁶.
• Onda media de radio. Con una longitud de onda menor a 650 m y una frecuencia mayor a 650×10³Hz .
• Onda larga de radio. Con una longitud de onda menor a 10⁴ m y una frecuencia mayor a 30×10³.
• Onda de radio de muy baja frecuencia. Con una longitud de onda mayor a 10⁴ m, una frecuencia menor a 30×10³ Hz.

Las regiones del espectro electromagnético son los rayos gamma, los rayos x, la radiación ultravioleta, el espectro visible, las microondas, y la radiofrecuencia.

Usos del espectro electromagnético

Los usos del espectro electromagnético pueden ser muy diversos. Por ejemplo:

• Las ondas de frecuencia de radio. Se emplean para transmitir información por el aire, tales como emisiones de radio, televisión o Internet Wi-Fi.
• Las microondas. Se emplean también para transmitir información, como las señales de telefonía móvil (celular) o las antenas microondas. También lo emplean los satélites como mecanismo de transmisión de información a tierra. Y sirven, al mismo tiempo, para calentar comida en los hornos microondas.
• La radiación ultravioleta. Es emitida por el Sol y absorbida por las plantas para la fotosíntesis, así como por nuestra piel cuando nos bronceamos. También alimenta los tubos fluorescentes y permite la existencia de instalaciones como los solárium.
• La radiación infrarroja. Es la que transmite el calor desde el Sol a nuestro planeta, desde un fuego a los objetos a su alrededor, o desde una calefacción al interior de nuestras habitaciones.
• El espectro de luz visible. Hace visibles las cosas. Además, puede aprovecharse para otros mecanismos visuales como el cine, las linternas, etc.
• Los rayos X. Se emplean en la medicina para tomar impresiones visuales del interior de nuestros cuerpos, como de nuestros huesos, mientras que los rayos gamma, mucho más violentos, se emplean como forma de radioterapia o tratamiento para el cáncer, dado que destruyen el ADN de las células que se reproducen desordenadamente.

Importancia del espectro electromagnético

En el mundo contemporáneo, el espectro electromagnético es un elemento clave para las telecomunicaciones y la transmisión de información. También es imprescindible en técnicas exploratorias (tipo radar/sonar) del espacio exterior como una forma de comprender fenómenos astronómicos distantes en el tiempo y el espacio.

Tiene diversas aplicaciones médicas y prácticas que son, además, parte de lo que hoy tomamos como calidad de vida. Por eso su manipulación es, sin duda, unos de los grandes descubrimientos de la humanidad.

Referencias

• “Espectro electromagnético” en Wikipedia.
• “La luz: ondas electromagnéticas, espectro electromagnético y fotones” en Khan Academy.
• “El espectro electromagnético” en Universidad del País Vasco.
• “Espectro electromagnético y radioeléctrico” en Recursos TIC de Educalab.
• “Electromagnetic spectrum” en The Encyclopaedia Britannica.