Espectro electromagnético

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE ODONTOLOGÍA

CÁTEDRA DE BIOFISICA

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1. Espectro electromagnético:

• Origen: Se origina a partir de las bajas frecuencias usadas para la radio (onda larga) hasta los rayos gamma (onda corta), que cubren longitudes de miles de kilómetros y del tamaño de un átomo. Si bien todas las ondas electromagnéticas son iguales por su naturaleza, los efectos que ocasionan no son siempre iguales, razón por la cual a cada grupo de ondas electromagnéticas que dan lugar a efectos similares se les ha asignado un nombre.

• Concepto: O también llamado espectro, es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles que se extienden o distribuyen. En un objeto el espectro electromagnético es la distribución característica de su radiación electromagnética.

Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.

• Aplicaciones: Las ondas electromagnéticas juegan un rol preponderante en muchos aspectos de nuestra vida. La luz visible que nos contacta con el mundo que nos rodea, las ondas de radio y televisión que nos comunican, los Rayos X que ayudan a detectar nuestras enfermedades, son los ejemplos más familiares

2. Ondas de radio

• Origen: Se origina cuando una partícula cargada (electrón) se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia (RF) del espectro electromagnético. La mayoría de las ondas de radio pasan libremente a través de la atmósfera de la Tierra, pero otras pueden ser reflejadas o absorbidas por las partículas cargadas de la ionosfera.

• Concepto: Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética. Una onda de radio tiene una longitud que va de tan sólo décimas de pulgadas y pueden llegar a alcanzan cientos de millas.

• Aplicaciones: Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones, precisamente porque las ondas de radio no se mueven estrictamente en línea recta, sino en una trayectoria desde el punto “A” hasta el punto “B”, cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce en los electrones un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de información.

El emisor produce una onda portadora y el receptor capta la onda, de modulándola, para hacer llegar al espectador auditor la señal transmitida. Se usan para comunicaciones militares, celulares, radioaficionados, redes inalámbricas de computadoras, la televisión y emisiones de radio (FM/ AM).

3. Microondas

• Origen: Se origina de una perturbación de un campo eléctrico E, que necesariamente va acompañada de una perturbación de un campo magnético B, de tal modo que ambas perturbaciones se propagan (en el vacío).

• Concepto: Son ondas electromagnéticas de radio situadas en el rango de frecuencia superior a 1Ghz de longitudes de onda entre algunos milímetros hasta un par de decenas de centímetros.; en esta zona del espectro los elementos que forman los circuitos son completamente distribuidos y en esas longitudes de ondas la señal atraviesa la ionósfera fácilmente, permitiendo las comunicaciones de radio por satélite o la observación de radiación emitidas por el espacio (radioastronomía).

• Aplicación: Las microondas tienen una gran importancia práctica puesto que se utilizan en forma preponderante en los sistemas modernos de comunicación como comunicaciones telefónicas, televisión, telemetría, sistema satelital, radionavegación.

4. Rayos infrarrojos

• Origen: Son emitidos por un cuerpo caliente o en estado de incandescencia y viajan por el aire hasta que encuentran algún medio que los absorba y cuando esto ocurre se produce calor. Se utilizan dos tipos de generadores de rayos infrarrojos; los luminosos y los no luminosos. Los rayos emitidos por los generadores luminosos, se producen por lámparas incandescentes de filamentos de tungsteno al vacío, porque este material tolera el enfriamiento y el calentamiento repetidos. La cantidad de watts que emplean las lámparas pueden variar desde 60 hasta 1000.

Los generadores no luminosos producen calor al paso de la corriente eléctrica a través de un hilo conductor y también se emiten algunos rayos visibles cuando el elemento está caliente, de color rojo, por lo que es en parte luminoso.

• Concepto: Son rayos del espectro solar correspondientes a la longitud de onda comprendida entre 7,700 y 500,000 unidades Ángstrom, cuya acción es la de calor radiante y sus efectos son exclusivamente térmicos

• Aplicación: Es el agente de calor superficial más comúnmente utilizado en los departamentos de fisioterapia de las policlínicas y hospitales, mediante el uso de los generadores productores de calor que penetra hasta las capas más profundas de la dermis.

Entre algunos efectos fisiológicos de la radiación infrarroja están el alivio del dolor, la disminución del espasmo muscular. Facilita la relajación muscular y aumenta la eficacia de la acción muscular, la disminución de la rigidez articular, el aumento de la extensibilidad de las fibras colágenas, aumento del flujo sanguíneo. Produce vasodilatación con la producción de un eritema cutáneo, aumento del metabolismo. Descenso de la tensión arterial por vasodilatación generalizada periférica.

5. Luz visible:

• Origen: Las ondas de luz son el resultado de vibraciones de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM).

• Concepto: Es una forma como se desplaza la energía. La luz visible es tan sólo uno de los muchos tipos de radiación EM, y ocupa un pequeño rango de la totalidad del espectro electromagnético. Se puede percibir la luz directamente con nuestros ojos. La luz visible tiene longitudes de onda en el rango de 380 a 800 nanómetros. La luz visible presenta colores de acuerdo a su longitud de onda correspondiente, un ejemplo visible que incluye todos los colores de la luz visible es el arcoíris, así luz rojo, violeta, azul, verde, amarillo, naranja.

• Aplicación La luz visible básicamente permite la percepción visual de los elementos del medio, es decir permite observar el color: el espectro sin embargo no contiene todos los colores que los ojos humanos y el cerebro puedan distinguir como lo son el marrón, rosa y magenta, porque se necesita la mezcla de múltiples longitudes de onda, preferiblemente rojos oscuros.

6. Luz ultravioleta:

• Origen: Producida por el sol, está ubicada en una región de energía del espectro electromagnético que se haya situada entre la luz visible y los rayos X.

La radiación UV es generada por el sol, pero no es manejable por el hombre, por lo que debe ser producida artificialmente. Se genera mediante las lámparas UV, conocidas como germicidas, que son similares en diseño a las fluorescentes. La Luz UV es emitida como resultado de un flujo de corriente (arco foto voltaico), a través de vapor de mercurio a baja presión, entre los electrodos de la lámpara, produciendo la mayor parte de su emisión a 253,7 nanómetros = 2.537 A.

• Concepto: Constituye la porción más energética del espectro electro magnético que incide en la superficie de la tierra, comprendida entre los 400 nm (onda corta) y los 15nm. Está constituida de diferentes áreas:

UV Vacío (10-200nm) Ozono

UV-C (200-300nm) Germicida, onda corta

UV-B (280-315nm) Eritema o golpe solar

UV-A (315-400nm) Luz negra, onda larga

• Aplicación: Actualmente la irradiación con luz UVC es ampliamente usada tanto en la purificación del agua como del aire y en toda otra aplicación específica en que se requiera la esterilización y desinfección, por ejemplo instrumental quirúrgico, sin agregar elementos químicos o residuales al medio, lo que la hace amigable con el medio ambiente.

7. Rayos catódicos

• Origen: Se originan en tubos de cristal (tubos de vacío); desarrollados por William Crookes en 1875; sometidos a alto voltaje, poseen dos electrodos, donde se disponen un cátodo (-), que es calentado, emitiendo radiación a un ánodo (+). Mediante experimentos, en 1879, se descubrió una extraña radiación a la que denominó rayos catódicos, en estos tubos. Dedujo que los rayos son desviados hacia la placa positiva, donde se aprecia una luminosidad o fluorescencia verdosa a los cuales llamaron rayos catódicos concluyendo que existen cargas de electricidad negativa transportadas por corpúsculos de materia o electrones.

• Concepto: son corrientes de electrones observados en tubos de vacío o tubo de rayos catódicos de cristal con electrodos (un cátodo, el negativo, y un ánodo, el positivo), aplicando un voltaje.

• Aplicación: Se ha venido empleando en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se

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