Desarrollo
Física de radiación
La energía no es un ente físico real, ni una "sustancia intangible" sino sólo un número escalar que se le asigna al estado del sistema físico, es decir, la energía es una herramienta o abstracción matemática de una propiedad de los sistemas físicos. Por ejemplo se puede decir que un sistema con energía cinética nula está en reposo. En resumen, la energía es la capacidad de los cuerpos para producir cambios en su alrededor.
En física se entiende que la radiación es energía en movimiento. Debido a que cualquier partícula que se mueva posee energía, tanto los átomos, los núcleos de los átomos, los electrones, los protones o los neutrones, cuando se trasladan de un lugar a otro en el espacio, son radiación.
La energía de la radiación no debe ser transportada necesariamente por una partícula. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas.
Ondas electromagnéticas
Una onda es "una perturbación que se propaga a través de un medio "en esta perturbación no hay ninguna partícula que se aleje de su posición inicial; (Física, Cuarta Edición Reverte, Pág.609) .
Son ondas producidas por la oscilación o la aceleración de una carga eléctrica. Las ondas electromagnéticas tienen componentes eléctricos y magnéticos. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas) hasta frecuencias muy bajas (longitudes de onda altas). La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. Por orden creciente de longitudes de onda (orden decreciente de frecuencias), se ha confeccionado una escala denominada espectro electromagnético. Esta escala indica que la l puede ser desde miles de metros hasta 0,3 m aproximadamente en el caso de las ondas de radio; desde allí hasta 1 mm las micro ondas; desde él milímetro hasta los 780 mm tenemos a los rayos infrarrojos. La luz visible es una franja estrecha que va desde los 780 mm hasta los 380 mm. La luz ultra violeta se encuentra entre los 3,8 10-7m y los 10-9m (entramos en la medida de los nanómetros). Los rayos x se ubican entre 10-9m y 10-11m. Los rayos gamma están entre los 10-11 m y 10-17m.(Internet)
El movimiento ondulatorio es una un método de transmisión de la energía de un lugar a otro.
Cada partícula del medio tiene energía de vibración y transmite energía a las partículas inmediatas. La vibración es la consecuencia del movimiento de oscilación repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio. El recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición central.
La onda ondulatoria no necesita un medio para propagarse lo que vibra a su paso son los campos eléctricos y magnéticos que crean a propagarse. La vibración puede ser captada y esa energía absorberse.
Existen varios tipos de ondas cuya clasificación se realiza de acuerdo con el movimiento de la parte local del medio respecto a la dirección de propagación. Los tipos mas comunes son las ondas transversales y las ondas longitudinales, si bien se observan frecuentemente otros tipos, generalmente en forma de combinación de ondas transversales y longitudinales, (Física, Cuarta Edición Reverte, Pág.611).
La energía que fluye en el espacio en forma de onda electromagnética es compartida, por igual, por los campos constituyentes, eléctricos y magnéticos, (Óptica Hecht, Tercera Edición Pág.47).
La energía radiante electromagnética es creada y destruida en cuantos y fotones y no continuamente como una onda clásica, (Óptica Hecht, Tercera Edición Pág.37).
El proceso también funciona al revés: cuando se "excita" un átomo, libera su exceso de energía en una longitud de onda (energía que puede haber recibido por una colisión con otro átomo más rápido en un gas incandescente) y solo puede hacerlo en paquetes del tamaño del fotón. El hecho de que las emisiones atómicas aparezcan en estrechas "líneas espectrales" bien definidas, sugiere que los átomos "excitados" no pueden contener energía extra en cantidades arbitrarias, sino que deben estar en uno de los "niveles de energía" resonantes con su estructura, cada uno asociado con una cantidad de energía definida con precisión.( Internet )
Las ondas electromagnéticas son toda semejantes (independientemente de como se formen) y sólo se diferencian e n su longitud de onda y frecuencia. La luz es una onda electromagnética.
Ecuación fundamental de la onda
El movimiento ondulatorio puede expresarse en forma matemática mediante una ecuación que describa un movimiento vibratorio avanzando por un medio. Para ello es preciso partir de la ecuación que define la oscilación del foco u origen de la perturbación. Si el movimiento es armónico simple su ecuación correspondiente será:
Y = A · sen x
½ A½ :amplitud de la onda, gráficamente es el mayor y menor valor que tiene la curva.
Y= A sen(bx+c)
b: es el valor de un múltiplo de la frecuencia (ciclos por segundo)
b= 2P *frecuencia
c: es el numerador de la fracción para calcular el desplazamiento de la curva, dependiendo del signo de C, si es hacia la izquierda o hacia la derecha.
Es la fase, y representa el tiempo en que comienza a producirse la oscilación.
Por lo tanto, (bx+c) es el Angulo que contiene a x, donde b determina el periodo de la onda, y c el desplazamiento de la misma.
Cualquier fenómeno de tipo ondulatorio o periódico como el movimiento armónico simple, la carga y descarga en un condensador, el movimiento pendular, etc. pueden ser representado por alguna de las funciones:
f(x) = A sen (wx + b) ó g(x) = B cos (wx + c)
( www.udec.cl/~juanpesp)
f(x) = A sen (wt–kx )
Esta ecuación es periódica respecto al tiempo
La radiación electromagnética
Es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. La radiación electromagnética se presenta en una amplia gama de longitudes de onda y frecuencias, aunque en el vacío todas viajen a la misma velocidad. A pesar de que distingamos varias zonas del espectro con nombres como radioondas, microondas, infrarrojos, etc. Solo existe una entidad, una esencia de la onda electromagnética (Óptica Hecht, Tercera Edición Pág.57).
En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. (http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica).
Hoy en día sabemos que este tipo de onda no necesita un medio para su propagación.
Características de la radiación electromagnética:
- Los campos producidos por las cargas en movimiento pueden abandonar las fuentes y viajar a través del espacio (en el vacío) creándose y recreándose mutuamente.
- Las radiaciones electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de la luz.
- Los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares entre si.
Comentarios
Sabemos que el tema de la transmisión de energía a través de ondas es bastante amplio, no obstante en lo expuesto anteriormente podemos comprender muchas de la situaciones que ocurren diariamente.
Como dice la Ley de Conservación de Energía: "La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma o se transfiere", por lo tanto es el fundamento de la vida.
Bibliografía:
)
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1 2 3 4 5 Capítulo 1 Propagación de Ondas Electromagnéticas
Formato de archivo: PDF/Adobe Acrobat Propagación de Ondas Electromagnéticas. 1.1.3.2.- Propagación de ondas espaciales. Esta clase de propagación corresponde a la energía irradiada que viaja en … catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/vila_b_ca/capitulo1.pdf – Páginas similares |
http://matematicas.udea.edu.co/~exacta/campus/viewfile.php/5/file/40/76/OndasElectromagneticas.pdf
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PROPIEDADES DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA, Y SU INFLUENCIA …
Como se ha comentado, hay fuentes tanto naturales como artificiales que generan energía electromagnética en forma de ondas electromagnéticas. … www.asenmac.com/radiacion/radia2.htm – 8k – En caché – Páginas similares |
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http://www.raco.cat/index.php/Ensenanza/article/viewFile/21809/21643
Física, Cuarta Edición Reverte
Óptica Hecht, Tercera Edición
Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. Fundamentos de matemáticas, Versión en español de Hugo Pereyra, Edicion Fondo Educativo Interamericano.
Autor:
Andy Díaz F.
Bernardita Hernández G.
Christian Hugo Paredes Fuentealba
Profesor:
Juan Alberto Barrera
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