eV7.4 Espectro electromagnético.

UVIRRadio

larga onda microondasTVFM,AM,

EL RANGO DE LAS DISTINTAS RADIACIÓNES ES ALGO ARBITRARIO, HAY SOLAPAMIENTO: la distinción se hace por el origen de la radiación más que por su frecuencia, especialmente para RX y R gamma.

Radiación cósmica: rayos gamma y corpuscular (partículas alfa y beta, neutrones, …). Esta de gran energía se suele incluir en algunos diagramas pero evidentemente pero no son ondas EM.

Radiación NO ionizante Radiación ionizante nm300

hvEnergía = smc / 299792458== λν

)Hz(v23........22........21........20........19........18........17........16........15........14........13........12........11........10.........9.........8........7.........6.........510

λ

RX γR

mAmeba

µ350

m:humano

ojo_límite

µ100

mblancoGlóbulo

µ10

http://htwins.net/scale2/

mcoliaEscherichi

µ1 nmB200

oacteriofag

nmVIH 100 nmC

17 porcinoircovirus

nm3 DNA

pm280

pm800

pm,pm 310325 −×

fmpm

110 3

=

− -

amfm

110 3

=

−

THzGHzMHzkHzHzHz 20 20 20 20 20 020.0

INFRASONIDOS ACÚSTICAS ULTRONIDOS

EL SONIDO: SE DESCRIBE EN MUCHOS ASPECTOS CON LAS MISMAS EXPRESIONES MATEMÁTICAS PERO LAS ONDAS EM: TRASVERSALES, VACIO, c CONSTANTE, SIN LIMITE DE FRECUENCIA.

ES UN FENÓMENO FÍSICO ESENCIALMENTE DIFERENTE..

La velocidad del sonido depende de las propiedades de elásticas del medio, a mayor rigidez mayor velocidad; DIAMANTE:

19000m/slong)v(111, ≈A32d(111)min ≈≈λ

Seísmos, avalanchas erupciones huracanes, tormentas, auroras, ... Elefantes, ballenas PELIGROSOS

MEDICINA

INDUSTRIA (Caja negra: 37.5kHz

d

THz63v/f minmax ≈= λ

UVIRRadio

)Hz(v23........22........21........20........19........18........17........16........15........14........13........12........11........10.........9.........8........7.........6.........510

λ

RX γR

Radiación térmica

IR acaba en ≈1mm=1000µm

μm 20 10 1

Image created by Robert A. Rohde / Global Warming Art

μm 20 10

Microondas

IR

visibleUV

RX

γR

Co6027

Ni6028

Interacción de la radiación corpuscular con la atmosfera

Reactores de fisión

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Antimatter_Explosions.ogv

Compton reverso

+ Bremsstrahlung Tubo de RX

láseres

LEDS, láseres

láseres

H H

OH H

OLámparas

Radio

Producción de …

B

cv ≅

Radiación sincrotrón

FUENTE DE

ENEGÍA

)tcos()/zcos(II ωλπ= 20 + + + − − −

ANTENA λ/2

~

Ondas estacionarias Circuito LC

Ley de Ohm

Efecto Joule

Conservación de la energía

Ondas EM en el “vacio”

Condiciones de contorno

Oscilaciones forzadas

Transformador

FUENTE DE

ENEGÍA

Generador

Campo dipolar Ley de Biot y Savart

Ecuaciones de Maxwell

Dakota 628.8 m 300Mhz -3GHz

Varsovia 646.38 m

225 kHz

microondas

FISICA ↔ INGENIERÍA

Inducción: Ley de Faraday Resonancia

50%100%

γR RX UVIR Micro RADIO Larga Onda

Absorción atmosférica

Big Bang 2.7K

23 O,OOH,CO 22cargas

SATURNO

ULTRAVIOLETA VISIBLE INFRARROJO RADIO

RADIO

INFRARROJO VISIBLE ULTRAVIOLETA

RAYOS X

GALAXIA WHIRLPOOL M51

Rayos gamma (rayos X) Producción: Radiación térmica, procesos estelares, radioactividad, rayos cósmicos con la atmósfera, descargas en tormentas , … Artificial: reactores nucleares, experimentos con partículas de alta energía, radiación sincrotrón, Usos: Modificación gemas, Medidas de densidad y espesor (minería, química, alimentación, limpieza, papeleras), Seguridad, Esterilización material médico, tratamiento el cáncer, diagnostico médico, bactericida) Efectos indeseados: daño en las células (cáncer), mutaciones en tejidos en desarrollo

Rayos X (rayos gamma) Producción: Radiación térmica, … Artificial: tubo de rayos X, radiación sincrotrón, … Usos: Radiografía (industrial y médica), Tomografía, radioterapia, cristalografía, arte, microscopía, imágenes de contraste, … Efectos indeseados: cáncer

Rayos Ultravioleta Producción: Artificial: lámparas, leds, láseres, , radiación sincrotrón, … Usos: Vitamina D, dermatología, desinfección, esterilización, Fluorescencia (toda clase de detectores: fuego, autentificación, Medicina forense, marcadores, …), adhesivos, fotolitografía electrónica, fotónica, ..… Efectos indeseados: cáncer de piel, envejecimiento de la piel, degradación de polímeros y pigmentos. Visible Producción: Lámparas, leds, láseres, radiación sincrotrón, … Usos: Para ver, laser para DVD, CD. Efectos indeseados: daños en la retina Rayos Infrarrojos Producción: Radiación sincrotrón, … Usos: fibra óptica, visión nocturna, seguridad, comunicaciones ópticas ( ), calor, meteorología, seguimiento, control remoto, termoterapia, termografía, … Efectos indeseados: calor, daños en la retina, efecto invernadero, envejecimiento de la piel.

En lo que sigue se ha excluido la radiación térmica como fuente de radiación. Lo es para todo el espectro. Las listas no son exhaustivas y hay muchos solapamientos entre los distintos rangos del espectro.

Microondas Producción: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío dispositivos … radiación sincrotrón, Usos: hornos. móviles, TV, radiotransmisores, cámaras de tráfico, radar, comunicaciones, efectos indeseados: calentamiento, cataratas.

Mas detalle Frecuencias extremadamente bajas: (Extremely Low Frequencies), 3 a 30 Hz. parte más baja de percepción del oído humano. Frecuencias super bajas: (Super Low Frequencies), sonidos graves que percibe el oído humano típico. Frecuencias ultra bajas: ULF (Ultra Low Frequencies), frecuencia sonora normal para la mayor parte de la voz humana. Frecuencias muy bajas: VLF, Very Low Frequencies. 3 a 30 kHz. comunicaciones gubernamentales y militares. Frecuencias bajas: LF, (Low Frequencies), 30 a 300 kHz. navegación aeronáutica y marina. Frecuencias medias: MF, Medium Frequencies, 300 a 3000 kHz. radiodifusión de AM (530 a 1605 kHz). Frecuencias altas: HF, High Frequencies, 3 a 30 MHz. "onda corta". radiodifusión, comunicaciones gubernamentales y militares. radioaficionados y banda civil Frecuencias muy altas: VHF, Very High Frequencies, 30 a 300 MHz. radio móvil, comunicaciones marinas y aeronáuticas, transmisión de radio en FM (88 a 108 MHz) y televisión del 2 al 12. radioaficionados Frecuencias ultra altas: UHF, Ultra High Frequencies, 300 a 3000 MHz, televisión de UHF, 21 al 69 servicios móviles de comunicación en tierra, en servicios de telefonía celular y en comunicaciones militares. Frecuencias super altas: SHF, Super High Frequencies, 3 y 30 GHz y comunicaciones vía satélite y radioenlaces terrestres. Además, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta tasa de transmisión de datos a muy corto alcance mediante UWB. También son utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB. Frecuencias extremadamente altas: EHF, Extrematedly High Frequencies, 30 a 300 GHz. para transmitir y recibir estas señales son más complejos y costosos, por lo que no están muy difundidos aún. Ultra alta frecuencia: de 30cm a 1m televisión, en la telefonía celular y en telecomunicaciones militares , radar Muy alta frecuencia: de 1m a 10m radio móvil, navegación aeronáutica y marina, televisión y radio FM , radar Onda corta: de 10m a 180m radiodifusión, comunicaciones gubernamentales y banda civil , radar Onda media: de 180m a 650m radio AM y en la navegación aeronáutica y marina Onda larga: de 650m a 10km radio AM y en la navegación aeronáutica y marina Muy baja frecuencia: superiores a 10km telecomunicaciones gubernamentales y militares

Radio y onda larga Producción: toda clase de transmisores. Regulada para evitar problemas de interferencia Usos: radio comunicación y retrasmisión, sistemas de navegación, toda clase de comunicaciones. Regulada para evitar problemas de interferencia. Efectos indeseados: hormigueo, cáncer controversia

30GHz

3GHz

300MHz

30MHz

3MHz

300kHz

3kHz