Enciclopedia de Conocimientos Fundamentales
UNAM ˜ SIGLO XXI


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3.4 ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Las microondas son ondas electromagnéticas que están formadas por campos eléctricos y magnéticos oscilantes. Este tipo de ondas son producidas por cargas eléctricas que oscilan a muy alta frecuencia. Esa rapidísima vibración es la que da lugar a la aparición de los campos eléctricos y magnéticos.

Un campo eléctrico genera un campo magnético y un cambio en este último genera, a su vez, otro campo eléctrico. De ese modo, del punto en que se generan se expanden radialmente viajando a la velocidad de la luz (300 000 km/s en el vacío).

En el caso de la luz, en la fuente que la produce existe una infinidad de átomos excitados vibrando a altas y muy variadas frecuencias, con sus electrones saltando entre niveles atómicos y también con infinidad de electrones libres brincando de un átomo a otro; todo ello da lugar a la emisión de ondas electromagnéticas en una amplia gama de frecuencias; incluidas, desde luego, las frecuencias de la luz visible, del infrarrojo (ondas electromagnéticas asociadas al calor) y del ultravioleta.

espectroluz
Figura 20. Espectro de luz.

El ser humano ha diseñado y elaborado dispositivos electrónicos para la generación y control de ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta y rayos X y se ha diseñado un esquema para representar a las ondas electromagnéticas ordenándolas por su frecuencia y de mayor a menor longitud de onda, como se aprecia en la imagen de arriba.

Como se puede ver, en este espectro la parte del visible es la parte que se puede percibir con los ojos y es relativamente angosta; los humanos pueden ver luz cuya frecuencia está entre 4.0 × 1014 Hz y 7.5 × 1014 Hz, que comprende longitudes de onda de entre 7.5 × 10-7 m y 4.0 × 10-7 m (esto es, entre 400 y 750 nanómetros). Por otro lado, la longitud de onda de las microondas es de centímetros; su frecuencia está entre 109 y 1010 Hz.

Desde fines del siglo XIX se hizo la primera transmisión telegráfica sin hilos entre Gran Bretaña y Francia, mediante ondas electromagnéticas, obra de Guglielmo Marconi (1874-1937), lo que representó el antecedente inmediato de las radiotransmisiones; también, por aquellos años Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) descubrió los rayos X y de inmediato se vislumbró su aplicación en los diagnósticos médicos, práctica que es común en la actualidad.

Luego, a principios del siglo XX, se iniciaron los estudios y experimentos que desembocaron en la transmisión de imágenes, esto es, la televisión, tan presente en nuestra vida cotidiana. En la actualidad contamos con dispositivos como el teléfono celular, el horno de microondas o el láser, que tiene usos muy variados como, por ejemplo, en la industria de la construcción, en intervenciones oftalmológicas o en los discos compactos de reproducción de imágenes y sonidos.

El horno de microondas posee un dispositivo denominado magnetrón, que genera ondas electromagnéticas cuya frecuencia es de alrededor de 1010 Hz, las cuales viajan a través de los alimentos e interactúan con las moléculas de agua. El campo eléctrico origina que las moléculas de agua oscilen de un lado a otro ganando energía. Las microondas tienen justamente la frecuencia correcta para que las moléculas oscilen de manera que resuenen absorbiendo una gran cantidad de energía. A través de los choques con las moléculas vecinas, su energía hace que se eleve la temperatura de los alimentos que las contienen.


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