CONSTITUCIÓN DEL ÁTOMO Y MODELOS ATÓMICOS

La descripción básica de la constitución atómica, reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas órbitas (niveles de energía) alrededor de un núcleo central con carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro. El núcleo lo componen los protones con carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica.

“El tamaño de los núcleos atómicos para los diversos elementos están comprendidos entre una cienmilésima y una diezmilésima del tamaño del átomo.”(HEWITT, 2007).

La cantidad de protones y de electrones presentes en cada átomo es la misma. Esta cantidad recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z". A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo atómico se le llama número másico y se designa por la letra "A". Si designamos por "X" a un elemento químico cualquiera, su número atómico y másico se representa por la siguiente simbología: ZXA Por ejemplo, para el Hidrogeno tenemos: 1H1. 

Si bien, todas las características anteriores de la constitución atómica hoy en día son bastante conocidas y aceptadas, a través de la historia han surgido diversos modelos que han intentado dar respuesta sobre la estructura del átomo. Algunos de tales modelos son los siguientes: 

a) El Modelo de Thomson: Thomson sugiere un modelo atómico que tomaba en cuenta la existencia del electrón, descubierto por él en 1897. Su modelo era estático, pues suponía que los electrones estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto era eléctricamente neutro. Con este modelo se podían explicar una gran cantidad de fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha. Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford demostró la inexactitud de tales ideas. 

b) El Modelo de Rutherford: Basado en los resultados de su trabajo que demostró la existencia del núcleo atómico, Rutherford sostiene que casi la totalidad de la masa del átomo se concentra en un núcleo central muy diminuto de carga eléctrica positiva. Los electrones giran alrededor del núcleo describiendo órbitas circulares. Estos poseen una masa muy ínfima y tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutraliza entre sí, provocando que el átomo sea eléctricamente neutro. El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral, precipitándose finalmente hacia el núcleo. Sin embargo, este modelo sirvió de base para el modelo propuesto por su discípulo Neils Bohr, marcando el inicio del estudio del núcleo atómico, por lo que a Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear. 

c) El Modelo de Bohr: El físico danés Niels Bohr (Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida ( por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear. 

d) Modelo Mecano – Cuántico: Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es imposible conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg, el cual en estricto rigor indica que "variables canónicamentes conjugadas no pueden determinarse simultáneamente con una precisión mejor que Imagenes".


https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES

Las fuentes de radiación pueden plantear un peligro considerable para la salud de los trabajadores afectados, por lo que se debe controlar adecuadamente cada exposición. Las radiaciones se pueden clasificar como ionizantes y no ionizantes. “Existen dos tipos de radiación ionizante, una de naturaleza electromagnética (rayos X, rayos gamma) y otra, constituida por partículas (alfa, beta, neutrones, etc.).”(HEWITT, 2007) Las radiaciones electromagnéticas de menor frecuencia que la necesaria para producir ionización, como lo son, la radiación ultravioleta (UV), visible, infrarroja (IR), microondas y radiofrecuencias, hasta los campos de frecuencia extremadamente baja (ELF), comprenden la región del espectro conocida como radiación no ionizante. 

Radiaciones Ionizantes:

La radiación ionizante puede transferir su energía a las moléculas que constituyen el cuerpo humano, esto puede traducirse en un daño significativo si la interacción es con las moléculas de ADN. Los daños pueden ser agudos e inmediatos como quemaduras, hemorragias, diarreas, infecciones o hasta la muerte; también existen efectos tardíos como el cáncer o efectos hereditarios. “Nuestro ámbito de competencia es dado por el Decreto Supremo Nº594/99, que en su Artículo 110º indica que los límites de dosis permitidos para el personal ocupacionalmente expuesto serán los contenidos en el Decreto Supremo Nº3/85, donde además se indica que todo trabajador expuesto debe contar con un dosímetro personal proporcionado por el empleador con el fin de registrar, controlar y vigilar toda exposición.”(HEWITT, 2007).

Otro reglamento relevante es el Decreto Supremo Nº133/84, que entre otras cosas, especifica que toda persona que se desempeñe en instalaciones radiactivas u opere equipos generadores de radiaciones ionizantes, deberá contar con una autorización, que para instalaciones de segunda y tercera categoría es entregada por el Servicio de Salud respectivo. Para conseguir dicha autorización la persona debe acreditar lo siguiente:

· Licencia secundaria o equivalente.

· Curso de Protección Radiológica, dictado por ISP, CCHEN u otros organismos autorizados por MINSAL.

· Historial Dosimétrico.

· Servicios

· Control Dosimétrico Externo trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes.

· Elaboración y emisión de Certificado de Historial Dosimétrico.

· Capacitación en Protección Radiológica para el sector público y privado.

· Evaluación de seguridad de equipos e instalaciones de radiodiagnóstico.

Radiaciones No Ionizantes:

La existencia de posibles efectos crónicos de las radiaciones no ionizantes es aún objeto de fuertes debates y de una amplia investigación científica, dicha incertidumbre genera bastante inquietud frente a las exposiciones tanto de tipo laboral como ambiental. Ya son bastante conocidos los efectos agudos de estas radiaciones, los que pueden ir desde pequeñas descargas eléctricas hasta quemaduras, también pueden producirse calentamiento de los tejidos tanto superficiales como profundos, lo que dependiendo del tejido del cual se trate puede traducirse en un serio daño. “En el Decreto Supremo Nº594/99, en sus Artículos 107º al 109º, se fijan los niveles máximos de exposición laboral para algunos tipos de radiaciones no ionizantes, aparecen niveles para radiación láser (UV, visible e IR), microondas y radiación ultravioleta (UV). Se cuenta con equipamiento para la medición de éstas y otras regiones del espectro con aplicaciones siempre en ámbito ocupacional.”(HEWITT, 2007).

IONIZACIÓN DE LOS FLUIDOS

Los fluidos, como todos los materiales, tienen propiedades físicas que permiten caracterizar y cuantificar su comportamiento así como distinguirlos de otros. Algunas de estas propiedades son exclusivas de los fluidos y otras son típicas de todas las sustancias. Características como la viscosidad, tensión superficial y presión de vapor solo se pueden definir en los líquidos y gasas. Sin embargo la masa específica, el peso específico y la densidad son atributos de cualquier materia. Masa específica, peso específico y densidad. “Se denomina masa específica a la cantidad de materia por unidad de volumen de una sustancia. Se designa por P y se define: P = lim (m/ v)
v->0” (Cooper, 2015).


El peso específico corresponde a la fuerza con que tierra atrae a una unidad de volumen. Se designa por ß. La masa y el peso específico están relacionados por:
ß = gP
Donde g representa la intensidad del campo gravitacional.
Se denomina densidad a la relación que exista entre la masa específica de una sustancia cualquiera y una sustancia de referencia. Para los líquidos se utiliza la masa especifica del agua a 4°C como referencia, que corresponde a 1g/cm3 y para los gases se utiliza al aire con masa específica a 20°C 1 1,013 bar de presión es 1,204 kg/m3.

Viscosidad:

La viscosidad es una distintiva de los fluidos. Está ligada a la resistencia que opone un fluido a deformarse continuamente cuando se le somete a un esfuerzo de corte. Esta propiedad es utilizada para distinguir el comportamiento entre fluidos y sólidos. Además los fluidos pueden ser en general clasificados de acuerdo a la relación que exista entre el esfuerzo de corte aplicado y la velocidad de deformación.Supóngase que se tiene un fluido entre dos placas paralelas separada a una distancia pequeña entre ellas, una de las cuales se mueve con respecto de la otra. Esto es lo que ocurre aproximadamente en un descanso lubricado. Para que la palca superior se mantenga en movimiento con respecto a la inferior, con una diferencia de velocidades V, es necesario aplicar una fuerza F, que por unidad se traduce en un esfuerzo de corte, ŋ = F / A, siendo A el área de la palca en contacto con el fluido. Se puede constatar además que el fluido en contacto con la placa inferior, que está en reposo, se mantiene adherido a ella y por lo tanto no se mueve. Por otra parte, el fluido en contacto con la placa superior se mueve a la misma velocidad que ella. Si el espesor del fluido entre ambas placas es pequeño, se puede suponer que la variación de velocidades en su interior es lineal, de modo que se mantiene la proporción:
dv / dy = V/y.

Compresibilidad:

La compresibilidad representa la relación entre los cambios de volumen y los cambios de presión a que está sometido un fluido. Las variaciones de volumen pueden relacionarse directamente con variaciones de la masa específica si la cantidad de masa permanece constante. “En general se sabe que en los fluidos la masa especifica depende tanto de la presión como de la temperatura de acuerdo a al ecuación de estado.”(HEWITT, 2007)








Presión de vapor: Los fluidos en fase liquida o gaseosa dependiendo de las condiciones en que se encuentren. Las sustancias puras pueden pasar por las cuatro fases, desde sólido a plasma, según las condiciones de presión y temperatura a que estén sometidas. Se acostumbra designar líquidos a aquellos materias que bajo las condicione normales de presión y temperatura en que se encuentran en la naturaleza están en esa fase.
Cuando un líquido se le disminuye la presión a la que está sometido hasta llegar a un nivel en el que comienza a bullir, se dice que alcanzado la presión de vapor. Esta presión depende de la temperatura. “Así por ejemplo, para el agua a 100°C, la presión es de aproximadamente de 1 bar, que equivale a una atmósfera normal. La presión de vapor y la temperatura de ebullición están relacionadas y definen una línea que separa y el líquido de una misma sustancia en un gráfico de presión y temperatura.”.


Tensión superficial: Se ha observado que entre la interfase de dos fluidos que no se mezclan se comportan como si fuera una membrana tensa. La tensión superficial es la fuerza que se requiere para mantener en equilibrio una longitud unitaria de esta película. El valor de ella dependerá de los fluidos en contacto y de la temperatura. “Los efectos de la superficial solo apreciables en fenómenos de pequeñas dimensiones, como es el caso de tubos capilares, burbujas, gotas y situaciones similares.”(HEWITT, 2007).

SISTEMA VISUAL HUMANO

“Aunque suele decirse que el ojo humano es el órgano de la visión, en realidad es más correcto decir que es el órgano en el que comienza la visión, la primera etapa de lo que suele denominarse el sistema visual humano.”(HEWITT, 2007) Esta aclaración, no pretende en absoluto desmerecer la importancia del ojo humano, sino simplemente poner al lector en conocimiento de que en realidad puede decirse que “miramos con los ojos pero vemos con el cerebro”. La visión humana es un proceso complejo y apasionante, del que en la actualidad probablemente desconocemos mucho más de lo que conocemos. Son numerosas las disciplinas cinticas (óptica, fisiología, neurología, psicología, etc.) que investigan sobre distintos aspectos del sistema visual humano. Todas ellas intentan dar explicaciones a las distintas etapas del complicado proceso que hace que, a partir de la luz emitida por las fuentes o reflejada por los objetos, mediante su absorción en los fotopigmentos retinianos y la transmisión de una serie de impulsos eléctricos a través de nuestro sistema nervioso, se forme finalmente en nuestro cerebro una determinada imagen del mundo exterior.

El ojo humano puede considerarse un sistema óptico (conjunto de superficies que separan medios con diferente índice de refracción), que permite formar la imagen de objetos exteriores en el plano de la retina. En cierto modo podemos asimilar el ojo humano a una cámara fotográfica convencional, en la que el plano en el que se sitúa el sensor de imagen (o la película fotográfica, en el caso de las cámaras más antiguas) se corresponde con la retina. La córnea y el cristalino son los dos componentes ópticos del ojo humano que modifican las trayectorias de la luz haciendo que la imagen se forme en el plano retiniano, como hacen las lentes que constituyen el objetivo de una cámara fotográfica. Entre la córnea y el cristalino hay una sustancia líquida llamada humor acuoso. Antes del cristalino tenemos el iris, cuya abertura central (pupila) puede variar de tamaño, lo que permite regular la cantidad de luz que entra en el ojo. El humor vítreo es una sustancia gelatinosa que ocupa el 80% del globo ocular: toda la zona comprendida entre el cristalino y la retina. La zona de la retina que permite una visión con el máximo detalle o resolución se conoce con el nombre de fóvea. Las señales producidas cuando la luz actúa sobre los pigmentos existentes en los fotorreceptores de la retina salen del ojo por medio del nervio óptico, que agrupa alrededor de un millón de fibras para cada retina.

Las fibras de los nervios ópticos de ambas retinas alcanzan el quiasma se cruzan al lado opuesto del cerebro, formando los llamados tractos ópticos, que terminan en los correspondientes núcleos geniculados laterales. El tracto óptico derecho lleva información correspondiente al semicampo visual izquierdo, mientras que el tracto óptico izquierdo lleva información correspondiente al semicampo visual derecho. La información de cada uno de los dos núcleos geniculados laterales se dirige al polo occipital de la corteza cerebral del mismo lado, donde se sitúa el área visual primaria, corteza visual, ó córtex visual.

El procesamiento de la información visual es complejo a nivel de la retina, pero es más complejo aún al llegar a los núcleos geniculados laterales, y al corte visual. Las señales de distintos fotorreceptores se combinan y comparan produciendo respuestas oponentes de las células ganglionares de la retina, cuyos axones constituyen el nervio óptico. A su vez las señales de salida de los núcleos geniculados laterales también se comparan y combinan, y este proceso continúa hasta llegar al área V1 del córtex visual, que es la principal responsable de la percepción visual. En realidad, se han definido en el córtex unas 30 áreas visuales de distinta naturaleza: V2, V3, V4, V3A, PIP, MT, etc. Mediante imagen cerebral basada en técnicas de resonancia magnética nuclear es posible visualizar las zonas del cerebro activadas por distintas percepciones. En cualquier caso, a pesar de los avances registrados y de acuerdo con otros autores, pensamos que es completamente posible que la ciencia nunca llegue a conocer totalmente cómo funciona el cerebro humano. La interacción en el cerebro entre percepciones visuales de distinta naturaleza es también un hecho, consecuencia de la complejidad del sistema visual humano que venimos indicando.

El sistema visual humano tiene similitudes y diferencias con respecto al de otros animales. Probablemente esto es consecuencia de un proceso evolutivo en el que, para cada especie, la supervivencia en el entorno correspondiente, la búsqueda de buenos alimentos, y la selección de compañeros/as sanos/as podrían haber sido los tres motores fundamentales. Los animales cazadores, suelen tener los ojos en la parte frontal de la cabeza, mientras que los demás los suelen tener en los laterales, con el fin de abarcar un mayor campo visual y poder defenderse mejor de los primeros. Los ojos de las águilas son bastante grandes comparados con el tamaño de su cabeza, lo que puede considerarse un indicio de la importancia que tiene la visión para estos animales. La visión tridimensional y en color es “privilegio” de los seres humanos junto con no muchos otros animales. En cambio, hay animales que están mucho más preparados que nosotros para la visión nocturna, insectos con ojos compuestos que les permiten escanear múltiples direcciones del espacio y ser excelentes detectores del movimiento, etc.

CUALIDADES DE LA LUZ

La luz es la auténtica materia prima de nuestras fotografías. Conocer su naturaleza y sus propiedades es esencial si queremos entender cómo la maneja nuestra cámara. Y, por supuesto, también si queremos manipularla correctamente para conseguir que nuestras instantáneas tengan el acabado que tenemos en mente y la calidad a la que aspiramos. En este post os proponemos que profundicemos juntos en las cuatro propiedades de la luz con las que todos los fotógrafos debemos estar familiarizados: la calidad, el color, la dirección y la intensidad. Conocerlas con cierto detalle nos ayudará a identificar las condiciones idóneas en las que podemos tomar nuestras fotografías. Y también, cómo no, a dar rienda suelta a nuestra creatividad. Los grandes maestros de la fotografía son profundos conocedores de la naturaleza de la luz. Sin excepción. Espero que cuando terminéis de leer este post también vosotros os sintáis un poco más cómodos con ella.

1. Calidad:

Describe la relación existente entre el tamaño de la fuente que emite la luz y el del objeto que estamos fotografiando. De ella depende que las sombras aparezcan suavizadas o adquieran una presencia marcada. Nos interesa conocer dos tipos de luz: la dura y la suave. La primera, la dura, aparece cuando el tamaño de la fuente que emite la luz es pequeño comparado con el del objeto que estamos fotografiando, y genera sombras marcadas, así como un contraste intenso entre las zonas iluminadas y las zonas en sombra. Es interesante para conseguir un elevado nivel de detalle.

Por el contrario, la luz suave aparece cuando la fuente que emite la luz es grande en comparación con el objeto fotografiado, o bien se refleja sobre una superficie amplia. Las sombras que nos proporciona están menos marcadas que cuando utilizamos la luz dura, por lo que nos ofrece menos nivel de detalle, pero también colores suaves y agradables que reducen la carga dramática de las instantáneas e incrementan la sensación de placidez y relajación.

2. Color:

Nosotros no vemos los objetos de nuestro entorno del color que realmente tienen. De hecho, el color no es una característica intrínseca de los objetos, sino que está determinado, por un lado, por la forma en que el objeto interacciona con la luz blanca, y, por otra parte, por la manera en que nuestros ojos y nuestro cerebro interpretan la información que reciben. Cuando la luz blanca incide sobre un objeto cualquiera, una parte de su energía es absorbida, mientras que otra parte de su longitud de onda es reflejada. Es esta última la que determina de qué color lo vemos.

“Para identificar el color de una forma precisa utilizamos el concepto de temperatura de color, que nos indica el color de la luz emitida por una fuente entre el rojo (cálido) y el azul (frío).”(HEWITT, 2007) Su unidad de medida es el Kelvin (K), y nos permite averiguar en qué medida la luz blanca se ha desviado hacia el rojo o el azul en función de la temperatura alcanzada por el objeto que la emite. Para entender todo esto mejor podemos recurrir a un ejemplo. La luz solar directa, la blanca, tiene una temperatura de color de 5.500 K. Sin embargo, la luz emitida por una vela tiene 2.000 K, y, por tanto, es más anaranjada, mientras que un cielo encapotado alcanza los 6.500 K, y, por tanto, emite una luz azulada. La dominante del color del espectro que se impone en un determinado tipo de luz puede ser compensada ajustando la temperatura de color de nuestra cámara, o bien durante el revelado de los archivos RAW.

3. Dirección

Esta propiedad está asociada a las rectas imaginarias que, de alguna forma, nos indican la trayectoria que sigue la luz. Pero lo realmente importante es que la dirección de la luz nos permite reforzar o suavizar el volumen, el color y la forma del objeto que estamos fotografiando. A la hora de iluminar un objeto o una escena tenemos cinco opciones. La luz frontal minimiza el volumen y las sombras y nos ofrece colores puros. La luz trasera, sin embargo, acentúa las sombras, atenúa el color y define el contorno de los objetos.

La siguiente dirección que nos interesa conocer es la lateral, que acentúa el relieve, la textura y alarga las sombras. La cenital incide en los objetos desde arriba y da sensación de profundidad debido a que nos permite separar los objetos situados en primer plano del fondo. La opuesta a la luz cenital es la nadir. Por tanto, ilumina los objetos desde abajo, y produce sombras muy poco naturales debido a que es poco frecuente en la naturaleza (solo aparece cuando la luz se refleja en la nieve, en el agua, etc.). La estética artificial que confiere a nuestras fotografías nos invita a no abusar de la luz nadir o contrapicada.

4. Intensidad:

1. Nos indica qué cantidad de luz está presente en la escena que queremos fotografiar, y es necesario identificarla correctamente si queremos que nuestra fotografía quede bien expuesta. La subexposición se produce cuando la cantidad de luz es deficiente, y provoca una pérdida importante de información en la zona de tonos claros. Por el contrario, la sobreexposición revela que hay un exceso de luz que podemos compensar reduciendo la sensibilidad, cerrando más el diafragma o incrementando la velocidad de obturación. Incluso, por supuesto, actuando sobre varios de estos parámetros simultáneamente.

CONCEPTOS RELATIVOS A LA LUZ

La dualidad onda partícula de la luz es una de las características de la luz menos comprendidas. De una parte su naturaleza ondulatoria no ofrece ninguna duda por los fenómenos de interferencia y, por otra parte, el comportamiento de la luz como partícula deducido del efecto fotoeléctrico es curioso, porque yo no veo nada raro ni ninguna partícula en una vibración que haga una bola saltar una pequeña barrera en una superficie a partir de cierta energía. La incógnita sigue siendo la eterna pregunta de qué es la luz o si la luz tiene masa o no. Según la física relativista y la Mecánica Cuántica un fotón de la luz es una partícula sin masa. Claro que otro problema de la Física Moderna es que tampoco se sabe muy bien qué es la masa, y así sucesivamente. El concepto de luz como una partícula abstracta parece más del ámbito de la filosofía que de la ciencia. La definición de luz más adecuada de la Física Moderna sería un campo de fuerzas matemático o abstracto que se reproduce a sí mismo en un espacio vacío.

Después hay todo tipo de singularidades, de incertidumbres y de versiones. Desde viajes en el tiempo hasta efectos de otras dimensiones. La falta de un concepto claro de la luz y la masa se agrava con la famosa ecuación de Einstein de transformación de masa en energía y viceversa E = m c². El cerebro acaba por creérselo literalmente y parece que son dos cosas totalmente intercambiables y que la naturaleza de la luz y de la masa debe ser la misma.“La luz en los fenómenos de creación de masa y ondina.”(Cooper, 2015).

La masa para el Modelo Estándar de la Mecánica Cuántica es un misterio y, ahora que se ha encontrado la partícula de Higgs, que se supone es la que aporta la masa a las partículas con masa, el misterio continúa. En la Mecánica Global, la masa será la materia reticular comprimida debido a la energía electromagnética o energía de torsión transversal sobre la globina. Así, la energía de torsión se transforma en energía reversible de compresión y energía de tensión de la curvatura longitudinal o energía potencial gravitatoria. “La transformación de globina en masa es simultánea con la transformación de un tipo de energía elástica en otro.”.

La ondina es un tipo de masa, por ser materia comprimida, muy inestable que se corresponde con los electrones. Para desplazarse de una órbita a otra los electrones se convierten en energía electromagnética hasta que se vuelve a comprimir la materia reticular, relajando las diferencias de la tensión transversal y consiguiendo un nuevo punto de equilibrio gravito-magnético. La teoría del todo incorpora una nueva teoría del átomo con las características citadas de los electrones. La luz visible, es decir las ondas electromagnéticas para las cuales el ojo humano está adaptado, se encuentran entre longitudes de onda de 400 nm (violeta) y 700 nm (rojo). Como lo predijeron las ecuaciones de Maxwell existen longitudes de onda por encima y por debajo de estos límites. Estas formas de "luz invisible" se han encontrado y organizado de acuerdo a sus longitudes de onda en el espectro electromagnético. “Si las ondas electromagnéticas se organizan 2en un continuo de acuerdo a sus longitudes obtenemos el espectro electromagnético en donde las ondas más largas (longitudes desde metros a kilómetros) se encuentran en un extremo (Radio) y las más cortas en el otro (longitudes de onda de una billonésima de metros) (Gamma).”(Cooper, 2015).

LA LUZ Y EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

La luz es el agente físico que permite que los objetos sean visibles. El término también se utiliza para hacer mención a la claridad que irradian los cuerpos, a la corriente eléctrica y el utensilio que sirve para alumbrar. Por ejemplo: “En esta sala hace falta más luz, no veo nada”, “Hoy llegó la factura de la luz: tendremos que abonar el doble de lo que pagamos el mes pasado”, “Por favor, trae una luz y alumbra ese rincón”.(Fisiologia enfocada en clinica, 2013)La luz es una energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el sentido de la vista. Se trata del rango de radiación del espectro electromagnético.


La luz tiene velocidad finita y se propaga en línea recta. Otro uso de la noción de luz está vinculado a la claridad o el esclarecimiento de la inteligencia: “Mi hijo es una luz, aprendió a leer a los tres años”, “Ya leí decenas de libros sobre el tema, pero todavía no me ilumino”. Una luz también puede ser una persona o cosa capaz de guiar e ilustrar: “Jesucristo es la luz en mi camino”, “El capitán ha sido la luz del equipo con su ímpetu y esfuerzo en el campo de juego”. Luz es, por otra parte, un nombre femenino. En Argentina y Uruguay, la luz mala es el fuego fatuo que generan los huesos en descomposición y que, de acuerdo a las supersticiones locales, son producto de almas en pena de aquellos muertos sin sepultura. La frase “ver la luz”, por último, está vinculada a nacer o a la muerte: “Cuando el tren venía hacia mi, vi la luz”.(HEWITT, 2007).

Espectro electromagnético:

El espectro electromagnético(o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.
El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. 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.

Rango del espectro:

El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astrofísicas.
La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.
De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.
Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce. Las longitudes de onda de la radiación electromagnética, sin importar el medio por el que viajen, son, por lo general, citadas en términos de longitud de onda en el vacío, aunque no siempre se declara explícitamente.
Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio, microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de onda. Las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas, y las frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más largas. Cuando la radiación electromagnética interacciona con átomos y moléculas, su comportamiento también depende de la cantidad de energía por cuanto que transporta. La radiación electromagnética puede dividirse en octavas (como las ondas sonoras).

La espectroscopia puede descubrir una región mucho más amplia del espectro que el rango visible de 400 nm a 700 nm. Un espectroscopio de laboratorio común puede descubrir longitudes de onda desde 2 nm a 2500 nm. Con este tipo de aparatos puede obtenerse información detallada sobre las propiedades físicas de objetos, gases o incluso estrellas. “La espectrometría se usa sobre todo en astrofísica. Por ejemplo, muchos átomos de hidrógeno emiten ondas de radio que tienen una longitud de onda de 21.12 cm.”(Fisiologia enfocada en clinica, 2013).

Tipos de radiación

Aunque el esquema de clasificación suele ser preciso, en realidad existe algo de trasposición entre tipos vecinos de energía electromagnética. Por ejemplo, las ondas de radio a 60 Hz pueden ser recibidas y estudiadas por astrónomos, o pueden ser conducidas a lo largo de cables como energía eléctrica. También, algunos rayos gamma de baja energía realmente tienen una longitud de onda más larga que algunos rayos X de gran energía. Esto es posible porque "rayo gamma" es el nombre que se le da a los fotones generados en la descomposición nuclear u otros procesos nucleares y subnucleares, mientras que los rayos X son generados por transiciones electrónicas que implican electrones interiores muy energéticos.


Por lo tanto, la diferencia entre rayo gamma y rayo X está relacionada con la fuente de radiación más que con la longitud de onda de la radiación. Generalmente, las transiciones nucleares son mucho más energéticas que las transiciones electrónicas, así que los rayos gamma suelen ser más energéticos que los rayos X. Sin embargo, hay transiciones nucleares de baja energía (p.ej. la transición nuclear) que producen rayos gamma que son menos energéticos que algunos de los rayos X de mayor energía.

Radiofrecuencia:

Las ondas de radio suelen ser utilizadas mediante antenas del tamaño apropiado con longitudes de onda en los límites de cientos de metros a aproximadamente un milímetro. Se usan para la transmisión de datos, a través de la modulación. La televisión, los teléfonos móviles, las resonancias magnéticas, o las redes inalámbricas y de radio-aficionados, son algunos usos populares de las ondas de radio. Las ondas de radio pueden transportar información variando la combinación de amplitud, frecuencia y fase de la onda dentro de una banda de frecuencia. El uso del espectro de radio está regulado por muchos gobiernos mediante la asignación de frecuencias.


Cuando la radiación electromagnética impacta sobre un conductor, se empareja con él y viaja a lo largo del mismo, induciendo una corriente eléctrica en la superficie de ese conductor mediante la excitación de los electrones del material de conducción. Este efecto (el efecto piel) se usado en las antenas. La radiación electromagnética también puede hacer que ciertas moléculas absorban energía y se calienten, una característica que se utiliza en los microondas.

Microondas:

La frecuencia súper alta (SHF) y la frecuencia extremadamente alta (EHF) de las microondas son las siguientes en la escala de frecuencia. Las microondas son ondas los suficientemente cortas como para emplear guías de ondas metálicas tubulares de diámetro razonable. La energía de microondas se produce con tubos klistrón y tubos magnetrón, y con diodos de estado sólido como los dispositivos Gunn e IMPATT. Las microondas son absorbidas por la moléculas que tienen un momento dipolar en líquidos. En un horno microondas, este efecto se usa para calentar la comida. La radiación de microondas de baja intensidad se utiliza en Wi-Fi.
El horno microondas promedio, cuando está activo, está en un rango cercano y bastante poderoso como para causar interferencia con campos electromagnéticos mal protegidos, como los que se encuentran en dispositivos médicos móviles y aparatos electrónicos baratos.


Rayos T: La radiación de terahertzios (o Rayos T) es una región del espectro situada entre el infrarrojo lejano y las microondas. Hasta hace poco, este rango estaba muy poco estudiado, ya que apenas había fuentes para la energía microondas en el extremo alto de la banda (ondas submilimétrica o también llamadas ondas terahertzios). Sin embargo, están apareciendo aplicaciones para mostrar imágenes y comunicaciones. Los científicos también buscan aplicar la tecnología de rayos T en las fuerzas armadas, donde podrían usarse para dirigirlas a las tropas enemigas, ya que las ondas de alta frecuencia incapacitan los equipos electrónicos.

Radiación infrarroja: La parte infrarroja del espectro electromagnético cubre el rango desde aproximadamente los 300 GHz (1 mm) hasta los 400 THz (750 nm). Puede ser dividida en tres partes:

* Infrarrojo lejano, desde 300 GHz (1 mm) hasta 30 THz (10 μm). La parte inferior de este rango también puede llamarse microondas. Esta radiación es absorbida por los llamados modos rotatorios en las moléculas en fase gaseosa, mediante movimientos moleculares en los líquidos, y mediante fotones en los sólidos. El agua en la atmósfera de la Tierra absorbe tan fuertemente esta radiación que confiere a la atmósfera efectividad opaca. Sin embargo, hay ciertos rangos de longitudes de onda ("ventanas") dentro del rango opaca que permiten la transmisión parcial, y pueden ser usados en astronomía. El rango de longitud de onda de aproximadamente 200 μm hasta unos pocos mm suele llamarse "radiación submilimétrica" en astronomía, reservando el infrarrojo lejano para longitudes de onda por debajo de los 200 μm.


* Infrarrojo medio, desde 30 a 120 THz (10 a 2.5 μm). Los objetos calientes (radiadores de cuerpo negro) pueden irradiar fuertemente en este rango. Se absorbe por vibraciones moleculares, es decir, cuando los diferentes átomos en una molécula vibran alrededor de sus posiciones de equilibrio. Este rango es llamado, a veces, región de huella digital, ya que el espectro de absorción del infrarrojo medio de cada compuesto es muy específico.

* Infrarrojo cercano, desde 120 a 400 THz (2500 a 750 nm). Los procesos físicos que son relevantes para este rango son similares a los de la luz visible.


Radiación visible (luz): La frecuencia por encima del infrarrojo es la de la luz visible. Este es el rango en el que el Sol y las estrellas similares a él emiten la mayor parte de su radiación. No es probablemente una coincidencia que el ojo humano sea sensible a las longitudes de onda que el sol emite con más fuerza. La luz visible (y la luz cercana al infrarrojo) son absorbidas y emitidas por electrones en las moléculas y átomos que se mueven desde un nivel de energía a otro. La luz que vemos con nuestros ojos es realmente una parte muy pequeña del espectro electromagnético. Un arco iris muestra la parte óptica (visible) del espectro electromagnético; el infrarrojo (si pudiera verse) estaría localizado justo a continuación del lado rojo del arco iris, mientras que el ultravioleta estaría tras el violeta.

La radiación electromagnética con una longitud de onda entre aproximadamente 400 nm y 700 nm es detectado por el ojo humano y percibida como luz visible. A otras longitudes de onda, sobre todo al infrarrojo cercano (más largo de 700 nm) y al ultravioleta (más corto que 400 nm) también se les llama luz a veces, sobre todo cuando la visibilidad para los humanos no es relevante.
Si la radiación que tiene una frecuencia en la región visible del espectro electromagnético se refleja en un objeto, como por ejemplo un plato hondo de fruta, y luego impacta en nuestros ojos, obtenemos una percepción visual de la escena. El sistema visual de nuestro cerebro procesa la multitud de frecuencias reflejadas en diferentes sombras y matices, y a través de este fenómeno psicofísico que todavía no se entiende completamente, es como percibiríamos los objetos.

En la mayor parte de las longitudes de onda, sin embargo, la información transportada por la radiación electromagnética no es directamente descubierta por los sentidos humanos. Las fuentes naturales producen radiación electromagnética a través del espectro, y nuestra tecnología también puede manipular un amplio rango de longitudes de onda. La fibra óptica transmite luz que, aunque no es adecuada para la visión directa, puede transportar datos que luego son traducidos en sonido o imagen. La codificación usada en tales datos es similar a lo que se usa con las ondas de radio.


Luz ultravioleta:


La siguiente frecuencia en el espectro es el ultravioleta (o rayos UV), que es la radiación cuya longitud de onda es más corta que el extremo violeta del espectro visible. Al ser muy energética, la radiación ultravioleta puede romper enlaces químicos, haciendo a las moléculas excepcionalmente reactivas o ionizándolas, lo que cambia su comportamiento. Las quemaduras solares, por ejemplo, están causadas por los efectos perjudiciales de la radiación UV en las células de la piel, y pueden causar incluso cáncer de piel si la radiación daña las moléculas de ADN complejas en las células (la radiación UV es un mutágeno). El Sol emite una gran cantidad de radiación UV, lo que podría convertir rápidamente la Tierra en un desierto estéril si no fuera porque, en su mayor parte, es absorbida por la capa de ozono de la atmósfera antes de alcanzar la superficie.


Rayos X: Después del ultravioleta vienen los rayos X. Los rayos X duros tienen longitudes de onda más cortas que los rayos X suaves. Se usan generalmente para ver a través de algunos objetos, así como para la física de alta energía y la astronomía. Las estrellas de neutrones y los discos de acreción alrededor de los agujeros negros emiten rayos X, lo que nos permite estudiarlos.
Los rayos X pasan por la mayor parte de sustancias, y esto los hace útiles en medicina e industria. También son emitidos por las estrellas, y especialmente por algunos tipos de nebulosas. “Un aparato de radiografía funciona disparando un haz de electrones sobre un "objetivo". Si los electrones se disparan con suficiente energía, se producen rayos X.”(HEWITT, 2007).


Rayos gamma: Después de los rayos X duros vienen los rayos gamma. Son los fotones más energéticos, y no se conoce el límite más bajo de su longitud de onda. Son útiles a los astrónomos en el estudio de objetos o regiones de alta energía, y son útiles para los físicos gracias a su capacidad penetrante y su producción de radioisótopos. La longitud de onda de los rayos gamma puede medirse con gran exactitud por medio de dispersión Compton. No hay ningún límite exactamente definido entre las bandas del espectro electromagnético. Algunos tipos de radiación tienen una mezcla de las propiedades de radiaciones que se encuentran en las dos regiones del espectro. Por ejemplo, la luz roja se parece a la radiación infrarroja en que puede resonar algunos enlaces químicos.

https://www.astrofisicayfisica.com/2012/06/que-es-el-espectro-electromagnetico.html