ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Abraham Cepeda HerreraDaniel Gutiérrez Ríos Gustavo Márquez García

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Espectro Electromagnético

Se denomina espectro

electromagnético a la

distribución energética, del

conjunto de ondas

electromagnéticas.

Tratándose de un objeto se denomina espectro

electromagnético o simplemente

espectro, a la radiación

electromagnética que emite o absorbe una

sustancia

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Longitud de onda

La longitud de onda es la distancia que

recorre la onda en el intervalo de tiempo

transcurrido, entre dos máximos

consecutivos.

Esta es inversamente proporcional a la

frecuencia, ya que a mayor frecuencia debe ser menor la longitud de onda y así pasen

mas ondas en un segundo.

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Frecuencia

Frecuencia es una medida que se utiliza generalmente para indicar

el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso

periódico en la unidad de tiempo.

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Espectro Electromagnético

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Ondas de Radio

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Características

Las ondas de radio tienen longitudes que van de tan sólo

unos cuantos milímetros, y pueden llegar a ser tan

extensas que alcanzan cientos de kilómetros

Las ondas de radio oscilan en frecuencias entre 10^12 hertz

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Aplicaciones

Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones

Varias frecuencias de ondas de radio se usan para la televisión y emisiones de radio como FM (frecuencia modulada) y AM (amplitud modulada), comunicaciones militares, teléfonos celulares, redes inalámbricas de computadoras, y otras numerosas aplicaciones de comunicaciones.

La mayoría de las ondas de radio pasan libremente a través de la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, algunas frecuencias pueden ser reflejadas o absorbidas por las partículas cargadas de la ionosfera

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Microondas (MO)

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Microondas

Las microondas tienen longitud de onda aproximadamente en el rango de 30 cm (frecuencia = 1GHz) a 1 mm (300 GHz). También se incluye el rango de 1 GHz a 1000 GHz

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Tipos de ondas

El rango de microondas incluye: Frecuencia ultra alta (UHF) (0,3 – 3 GHz) Súper alta frecuencia (SHF) (3- 30 GHz) Extremadamente alta frecuencia (EHF)

(30- 300 GHz).

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Tipos de ondas

Las microondas se generan de varias maneras, generalmente dividido en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos de tubos de vacío

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Transistores de efecto de campo (FET) transistores de unión bipolar (BJT) diodos Gunn diodos IMPATT. Los dispositivos de tubos de vacío : el magnetron el klystron tubo de onda viajera (TWT) gyrotron

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Aplicación

Resonancia de Spin Electrónico (ESR, EPR) Electrones con daños por radiación,

radicales libres orgánicos o inorgánicos, iones o complejos de metales de transición.

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Teléfonos celulares. 1.5 a 2.4 km (1 a 1.5 millas) 48 a 56 km (30 a 35 millas)

Aplicación

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Radar Radar Doppler.

Aplicación

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Los hornos utilizan un magnetron para producir las microondas con una frecuencia aproximada de 2,45 GHz.(longitudde onda = 12.24 cm). El agua, grasas y moléculas de azúcar absorben la radiación microondas a través de un proceso de calentamiento dieléctrico.

Aplicación

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Infrarrojo

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Características

Los Infrarrojos tienen longitud de ondas de aproximadamente 105

metros o menores, o energías por fotón de por lo menos 100 K.

Los infrarrojos están asociados al calor debido a que a temperatura normal los objetos emiten espontáneamente radiaciones en el rango de los infrarrojos

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Aplicaciones

Los infrarrojos se utilizan en los

equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz

visible es insuficiente para ver los objetos.

Un uso muy común es el que hacen los

comandos a distancia (telecomandos) que

prefieren los infrarrojos a las ondas de radio ya que no interfieren con

otras señales electromagnéticas

como las señales de televisión.

Los infrarrojos también se usan para comunicar a corta distancia los ordenadores con

sus periféricos o en mandos a distancia

de equipos electrónicos.

La luz utilizada en las fibras ópticas es

generalmente de infrarrojos

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Luz visible

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Características

La luz visible es una pequeña

región del espectro electromagnético

cuyas ondas tienen una longitud que va desde los 780 nanómetros de la

luz roja a unos 380 en la violeta.

Esta pequeña región del espectro

es la luz que percibe el ojo humano y nos permite ver los

objetos.

La luz blanca es el conjunto de todas las longitudes de onda del espectro

visible en proporciones iguales. Cada

longitud de onda corresponde a un

color diferente

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El ojo humano percibe estos colores por la radiación electromagnética con longitud de onda entre 400 y 700 nm, siendo estos los originados en el arco iris

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Luz ultra violeta

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Radiación ultra violeta.

UV cercano (370- 200 nm de longitud de onda)

UV extremo ó del vacío (200- 10 nm).

UVA (380-315 nm) UVB (315-280 nm) UVC (< 280 nm)

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Tipos de UV.

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Fuentes.

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Fuentes.

Para producir luz ultravioleta • Lámpara de arco de

deuterio • Lámpara de Hg,• Lámpara de Xe (para

simular luz solar), Lámparas de tungsteno.

• Otra fuente de radiación en la región del UV-visible son los láseres y los diodos emisores de luz (LED).

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Aplicación

Los principales detectores son: tubo fotomultiplicador (PMT), detectores de semiconductores, fotodiodos, dispositivos acoplados de carga (CCD).

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Aplicación

Los PMT son utilizados en microscopios confocales, espectrofotómetros, telescopios, cámaras especiales.

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Aplicación

Los fotodiodos de silicio (rango 350 -1100nm) tienen aplicación en lectores de códigos de barra, detectores de humo, utensilios y aparatos caseros, controles industriales, instrumentación, detección con láseres, detectores de bajos niveles de luz, contador de partículas, mediciones químicas y analíticas

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Los dispositivos acoplados de carga(CCD, charge- coupled device) son detectores que tienen aplicación desde los rayos X hasta la zona visible.

Aplicación

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Rayos X

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Características

•Los rayos X son radiaciones electromagnéticas con longitud de onda (λ) del orden de 10 -10 m, es decir, oscila entre 10 nm - 1 Å

•Son radiaciones electromagnéticas muy energéticas capaces de atravesar cuerpos opacos.

•Su frecuencia es muy alta 1017 – 1019 Hz

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Clasificación de los rayos X

Duros

• Menor λ y mayor E • Próximos a los rayos gamma

Blandos

• Mayor λ y menor E• Próximos a Ultravioleta

Según su longitud de onda (λ)

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Fuente Se producen cuando un haz de electrones muy energéticos se desaceleran al chocar con un blanco metálico

Hay dos clases de tubos de rayos X:

Tubo con filamentoTubo de vidrio al vacío en el cual se encuentran dos electrodos en sus extremos. El cátodo es un filamento de tungsteno y el ánodo es un bloque de metal con una línea característica de emisión de la energía deseada. Los electrones generados en el cátodo son enfocados hacia un punto en el blanco y la colisión produce los rayos X.

Tubo con gas El tubo se encuentra a alto vacío y es controlado mediante una válvula. Las partículas ionizadas de nitrógeno y oxígeno presentes en el tubo son atraídas hacia el cátodo y son aceleradas hacia el ánodo para que choquen y generen los rayos X.

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Aplicaciones

En el campo de la cristalografía se utilizan para explorar la estructura de la materia cristalina mediante experimentos de difracción de rayos X

En Control de calidadBúsqueda de defectos en componentes técnicos, como tuberías, turbinas, motores, paredes, vigas, y en general casi cualquier elemento estructural.

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Aplicaciones en medicina

Radiología

Se utiliza para obtener imágenes de estructuras densas como son los huesos o tumores que bloquean la mayoría de los rayos X observándose color blanco, mientras que el musculo, grasa y líquidos son color gris.

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Rayos gamma

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Característica

Los rayos gamma se encuentran en el extremo más elevado de energía del campo electromagnético

Los rayos gamma tienen longitud de ondas de aproximadamente 10-12 metros o menores, o energías por fotón de por lo menos 10 millones K.

Este tipo de onda electromagnética oscila en una frecuencia de 1020 hertz.

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Fuente

Es formada por fotones, producida generalmente por elementos

radioactivos o procesos subatómicos por la aniquilación de un par positrón-

electrón

Este tipo de radiación de tal magnitud es producida en fenómenos astrofísicos de

gran violencia.

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Aplicaciones

Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son

usados para esterilizar equipos médicos y

alimentos.

Los rayos gamma tienen usos médicos, como la

realización de tomografías y radioterapias. Pero pueden tener efectos cancerígenos

si el ADN es afectado