Nos enfocamos en la
luz específicamente:
¿Qué significa el
espectro de luz?
El
espectro de luz se refiere a la distribución de
energía en diferentes longitudes de onda dentro del rango visible del espectro
electromagnético. El sol emite energía en forma de radiación solar.
En física, se
denomina espectro electromagnético al conjunto de todos los
tipos de radiación que se desplazan en ondas, es decir, al conjunto de todas
las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se
denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a
la radiación electromagnética que
emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación
sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella
dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que,
además de permitir ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo,
como son la longitud
de onda, la frecuencia y
la intensidad de la radiación.
Diagrama del espectro
electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con ejemplos, frecuencia
y temperatura de emisión de cuerpo negro.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de
menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando
por la radiación ultravioleta, la luz visible y
la radiación infrarroja, hasta las ondas
electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de
radio. Si bien el límite para la longitud de onda más pequeña posible
no sería la longitud de Planck (porque el tiempo
característico de cada modalidad de interacción es unas 1020 veces
mayor al instante
de Planck y, en la presente etapa cosmológica, ninguna de ellas podría oscilar
con la frecuencia necesaria para alcanzar aquella longitud de onda), se cree
que el límite máximo sería el tamaño del Universo, aunque formalmente el
espectro electromagnético es infinito y
continuo.
Rango energético del espectro
El espectro electromagnético cubre longitudes
de onda muy variadas. Existen frecuencias de 30 Hz y
menores que son relevantes en el estudio de ciertas nebulosas. Por
otro lado, se conocen frecuencias cercanas a 2,9×1027 Hz, que
han sido detectadas provenientes de fuentes astrofísicas.
La energía electromagnética en una particular longitud de onda λ (en el vacío) tiene una frecuencia f asociada y una energía de fotón E. Por tanto, el espectro electromagnético puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos términos. Y se relacionan.
Por lo tanto, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia
tienen una longitud de onda corta y mucha energía mientras que las ondas de
baja frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energía.
Por lo general, las radiaciones electromagnéticas se clasifican
basándose en su longitud de la onda en ondas de radio, microondas, infrarrojos, visible –que percibimos
como luz visible–, ultravioleta, rayos X y rayos
gamma.
El comportamiento de las radiaciones electromagnéticas depende
de su longitud de onda. Cuando la radiación electromagnética interactúa con
átomos y moléculas puntuales, su comportamiento también depende de la cantidad
de energía por quantum que lleve. Al igual que las ondas de sonido, la
radiación electromagnética puede dividirse en octavas.
La espectroscopia puede
detectar una región mucho más amplia del espectro electromagnético que el rango
visible de 400 a 700 nm. Un espectrómetro de
laboratorio común y corriente detecta longitudes de onda de 2 a 2500 nm.
Espectro
electromagnético.
Por encima de la frecuencia de las radiaciones infrarrojas se
encuentra lo que comúnmente es llamado luz, un tipo especial de radiación
electromagnética que tiene una longitud de onda en el intervalo de 0,4 a 0,8
micrómetros. Este es el rango en el que el sol y las estrellas similares emiten
la mayor parte de su radiación. Probablemente, no es una coincidencia que el
ojo humano sea sensible a las longitudes de onda que emite el sol con más
fuerza. Las unidades usuales para expresar las longitudes de onda son el Angstrom y
el nanómetro. La luz
que vemos con nuestros ojos es realmente una parte muy pequeña del espectro
electromagnético. La radiación electromagnética con una longitud de onda entre
380 nm y 760 nm (790-400 Tera hercios) es detectada por el ojo humano
y se percibe como luz visible. Otras longitudes de onda, especialmente en el
infrarrojo cercano (más de 760 nm) y ultravioleta (menor de 380 nm)
también se refiere a veces como la luz, aun cuando la visibilidad a los seres
humanos no es relevante. Si la radiación que tiene una frecuencia en la región
visible del espectro electromagnético se refleja en un objeto, por ejemplo, un
tazón de fruta, y luego golpea los ojos, esto da lugar a la percepción visual
de la escena. Nuestro sistema visual del cerebro procesa la multitud de
frecuencias que se reflejan en diferentes tonos y matices, y a través de este
fenómeno psicofísico, no del todo entendido, la mayoría de la gente percibe un
tazón de fruta; un arco iris muestra la óptica (visible) del espectro
electromagnético. En la mayoría de las longitudes de onda, sin embargo, la
radiación electromagnética no es visible directamente, aunque existe tecnología
capaz de manipular y visualizar una amplia gama de longitudes de onda.
La luz puede usarse para diferentes tipos de comunicaciones. Las
ondas electromagnéticas pueden modularse y transmitirse a través de fibras
ópticas, lo cual resulta en una menor atenuación de la señal con
respecto a la transmisión por el espacio libre.
¿Qué es un espectro
de luz, ejemplos?
El
espectro visible de luz es el espectro de
radiación electromagnética que es visible para el ojo humano.
Va desde una longitud de onda de 400 nm hasta 700 nm. Además, también se conoce
con otro nombre: el espectro óptico de la luz. Estas son entonces las ondas que
componen lo que llamamos luz visible.
¿Cómo se propaga la
luz?
Puede
desplazarse en el vacío a altísimas velocidades (casi 300.000 km/s), y
atravesar sustancias transparentes, descendiendo entonces su velocidad en
función de la densidad del medio. Se propaga en línea
recta en forma de ondas perpendiculares a la dirección del desplazamiento.
la luz es una onda electromagnética, eso quiere decir que está compuesta por un
campo eléctrico y un campo magnético que oscilan con una cierta frecuencia.
¿Cómo saber si una
onda es transversal o longitudinal?
Para ondas
transversales, la amplitud de la onda es
perpendicular al movimiento de esa onda.
Para ondas longitudinales,
la amplitud y el movimiento de la onda son
paralelos. La longitud de onda λ
es la distancia entre picos o entre valles de una onda.
La velocidad a la cual una onda viaja se llama
velocidad de la onda.
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