El origen de las Ondas electromagnéticas

[Música] Hola hoy en Sainz clic las ondas electromagnéticas imaginemos una partícula con carga eléctrica debido a su carga la partícula genera un campo eléctrico a su alrededor este campo eléctrico no varía con el tiempo ya que la carga permanece inmóvil ahora imaginemos que aceleramos esta carga de manera que se ponga en movimiento al producirse la aceleración la partícula adquirirá una velocidad según la relatividad especial esta velocidad causa la aparición de un campo magnético a su alrededor el campo eléctrico y el campo magnético son dos caras de un mismo objeto el campo electromagnético y por ello

interactúan entre sí en particular el campo magnético que ha aparecido perturba el campo eléctrico esta perturbación del campo eléctrico perturbara a su vez el campo magnético poco a poco los campos eléctrico y magnéticos se influyen mutuamente y varían uno tras otro perturbación tras perturbación el movimiento infligido a la partícula repercutirá en todo el espacio poco a poco propagándose la velocidad de la luz a través de los campos eléctricos y magnético a este fenómeno se le llama onda electromagnética dependiendo de la aceleración de la partícula que la genera una onda electromagnética tendrá una energía mayor o

menor así las ondas pueden clasificarse en varias categorías de energía según la frecuencia a la que oscilan entre ellas se encuentra luz visible con los diferentes colores del Arcoiris pero no es la única el infrarrojo el ultravioleta las microondas los rayos x las ondas de radio y los rayos Gamma son ondas que no podemos ver con nuestros ojos pero también son ondas electromagnéticas la gran mayoría de esta radiaciones son invisibles para nosotros pero con nuestras tecnologías actuales es posible construir cámaras e instrumentos de medición especiales para detectarlas o emitirlas es lo que se utiliza en

los hornos microondas en las telecomunicaciones y en otras transmisiones a distancia pero también en la astronomía y en los telescopios espaciales los astrónomos observan el universo con diferentes tipos de ondas ya listo tiene una imagen mucho más extensa que la que se obtiene solo con la luz visible las ondas electromagnéticas están presentes en todas partes cada vez que las partículas cargadas se mueven generan estas ondas que se propagan en el universo en especial cualquier objeto que tenga una temperatura emite dicha radiación para entenderlo es necesario hacer la observación a escala microscópica Aquí la temperatura de

un objeto corresponde a la agitación de sus átomos cada átomo Está compuesto por dos partes un núcleo con cargas positivas y una nube de electrones negativa al agitarse los átomos hacen vibrar sus nubes de electrones se comportan como si estuviesen enlazadas al núcleo por una cinta elástica al vibrar todas estas cargas eléctricas están en constante aceleración y cambio de dirección de esta forma los átomos emitirán ondas electromagnéticas que serán tanto más energéticas cuanto mayor sea la temperatura del objeto el cuerpo humano por ejemplo con una temperatura de unos 37 grados centígrados emite permanentemente radiación infrarroja

estas ondas no son visibles para nuestros ojos pero podemos detectarlas con cámaras térmicas una característica muy interesante de las ondas electromagnéticas es la llamada polarización según hemos visto antes las nubes electrónicas de los átomos se comportan algo así como si estuviesen enlazados al núcleo por una cinta elástica cuando los átomos se agitan las nubes de electrones vibran a todas las direcciones y las ondas generadas tienen una estructura más bien caótica este tipo de onda es no polarizada supongamos ahora que emitimos una onda con estas características hacia una partícula con carga a su paso la partícula

experimentará una fuerza puesto que interactuará con los campos que conforman la onda entonces empezará a vibrar de la misma manera que la onda Así es como el sol es capaz de calentar la atmósfera de la tierra a millones de kilómetros de distancia su calor se transmite desde su superficie a nuestra atmósfera a través de ondas electromagnéticas que se propagan por el vacío sin embargo en algunas situaciones es posible hacer que los átomos vibren de forma más controlada podrán vibrar de tres maneras posibles imaginemos una canica colocada sobre una mesa y conectada a un clavo mediante

una cinta elástica muy tensa imaginemos que lanzamos la canica con diferentes velocidades su trayectoria formará la mayoría de las veces elipses y a veces líneas rectas e incluso círculos perfectos en los átomos las nubes electrónicas son atraídas por los núcleos del mismo modo que la canicas atraída por el clavo así estos también pueden vibrar de estas Tres formas posibles y de este modo generar ondas electromagnéticas con una forma repetitiva ondas polarizadas con una polarización rectilínea elíptica o circular las antenas de radio Por ejemplo provocan la oscilación de los átomos a lo largo del eje de

la antena así generan ondas muy puras que oscilan de forma regular con una polarización rectilínea en cuanto a la luz su polarización no es directamente visible para nuestros ojos nuestros ojos solo son sensibles a la intensidad de la luz pero no a la dirección de los campos sin embargo es una propiedad muy importante que determinará la forma en que la luz interactúa con los objetos en particular existen filtros que permiten absorber ciertas polarizaciones en lugares de otras se llaman polarizadores se utilizan en particular para la tecnología del cine en 3D donde se pueden proyectar dos

imágenes simultáneamente con dos polarizaciones diferentes y las gafas con lentes polarizadoras pueden diseñarse de tal forma que cada ojo reciba una imagen diferente por último como las ondas electromagnéticas son ondas evolucionan en el espacio según fenómenos muy específicos en primer lugar como cualquier otra onda se suman unas a otras si superponemos dos crestas obtendremos una cresta que es el doble de grande mientras que si superponemos una onda con su puesto Exacto las dos se anularán Para que no haya ninguna onda final a este principio de su preposición de ondas se le llama interferencia es la

base el fenómeno de la difracción que se observa cuando una onda encuentra un pequeño obstáculo o pasa por una rendija muy fina en segundo lugar como hemos visto anteriormente al atravesar un medio transparente compuesto por átomos una onda electromagnética generará una fuerza sobre las nubes electrónicas estas vibraciones dentro de los átomos emitirán a su vez ondas que comparten aproximadamente las mismas características que la onda inicial Aunque lo iluminemos a partir de una determinada dirección el medio producirá una luz que se dispersa en todas las direcciones es lo que se llama dispersión la atmósfera terrestre es

un muy buen ejemplo del fenómeno de la dispersión la atmósfera en sí no tiene un verdadero color es un medio transparente pero el sol está continuamente emitiendo radiación electromagnética hacia nuestro planeta que se compone de todos los colores del Arcoiris al pasar estas ondas los átomos que componen el aire comenzarán a vibrar y a dispersar la luz en todas las direcciones pero Cuanto más energética sea la onda más potente será el fenómeno de la dispersión los tonos rojos son relativamente débiles mientras que los azules poseen más energía así pues son las ondas de color azul

las que harán que los electrones duren más y se dispercen razón por la cual el cielo nos parece azul por último cuando emitimos una onda electromagnética contra un material por ejemplo el agua una parte de la onda seguirá su camino a través de este mientras que la otra parte rebotará la dirección contraria se dice que la onda se refracta en una dirección y se refleja en la otra primero examinamos el fenómeno de la reflexión cuando la luz incide sobre un material conductor como el Metal de la superficie de un espejo algunos de los electrones de

la superficie no están ligados a los átomos Esto es lo que da al metal su capacidad de conducir la electricidad Pero al pasar la onda luminosa los campos electromagnéticos que la componen pondrán movimiento estos electrones libres de este modo aparecerán corrientes eléctricas en la superficie y estas corrientes reproducirán perfectamente la forma de la onda incidente van así generar a su vez una onda similar a la onda incidente pero que se propaga a ambos lados de la superficie en la parte superior esta onda corresponde a la onda reflejada cuando nos miramos en un espejo es esta

onda generada por las corrientes eléctricas en el Metal la que veremos en la parte inferior la onda generada por las corrientes eléctricas es perfectamente opuesta a la onda incidente ambas interferirán de modo que la onda inicial se anula Por otra parte la fracción de la onda que conseguirá atravesar la superficie del agua parece propagarse en una dirección ligeramente diferente y sobre todo moverse más lentamente a esto se le llama refracción la reflexión es un fenómeno complejo Que de nuevo se debe a las preposición de varias ondas cuando la onda incidente pasa los átomos y sus

nubes electrónicas comienzan a vibrar en el agua de modo que emiten nuevas ondas que se suman a la onda original Pero estas nuevas ondas están ligeramente desplazadas de la onda incidente y esto tendrá el efecto de ralentizar todo el haz de luz es importante entender que la velocidad de la luz en sí no ha cambiado los campos electromagnéticos reaccionan siempre la misma velocidad y cada una de las ondas generadas por los átomos se mueve la velocidad de la luz pero el haz de luz que tiene en cuenta la suma de todas las ondas si se

ralentiza debido a la superposiciones así unas de luz viajan más lentamente en ciertos materiales que en el vacío y es posible que las partículas superen la velocidad de propagación de unas de luz en algunos materiales al igual que el estallido que se produce cuando un avión supera la velocidad del sonido este fenómeno provoca la aparición de un Destello de luz lo que se conoce como el efecto cherenkov y es un método utilizado hoy en día por los científicos para detectar neutrinos [Música] [Música] [Música]