La radiación electromagnética es la totalidad de la radiación emitida por una fuente que puede ser el sol, la superficie de la tierra o el océano o la atmósfera, o incluso el propio sensor de satélite, en forma de ondas electromagnéticas u ondas electromagnéticas como las partículas.
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Radiación Electromagnética
La radiación electromagnética se refiere a una forma de transferencia de energía lineal . La luz de radiación visible es una radiación electromagnética, pero es sólo una pequeña parte de la amplia espectro electromagnético. La propagación de esta radiación, de una o más partículas, da lugar a numerosos fenómenos como la atenuación, absorción, difracción y refracción, corrimiento al rojo, interferencias, ecos, parásitos electromagnéticos y Efectos biológicos.
La radiación electromagnética se puede describir corpuscularmente como la propagación de fotones (vector bosón de la interacción electromagnética), o la ondulación como una onda electromagnética. Se manifiesta como un campo eléctrico acoplado a un campo magnético.
Propiedades
Cualquier cuerpo a una temperatura superior al cero absoluto , -273.15 ° C o 0 K o -459.67 ° F emite radiación electromagnética llamada radiación térmica o radiación de cuerpo negro
Un cuerpo que recibe radiación electromagnética puede reflejar algo y absorber el resto. La energía absorbida se convierte en energía térmica y contribuye al aumento de la temperatura de este cuerpo.
Una partícula cargada de alta energía emite radiación electromagnética: cuando es desviada por un campo magnético, es la radiación sincrotrón ; esta radiación de sincrotrón se utiliza como fuente de rayos X para muchos experimentos de física y biología (líneas de luz alrededor de un sincrotrón)
Cuando entra en un entorno diferente: es la “radiación continua de frenado”
La absorción de un fotón puede causar transiciones atómicas, es decir, excitar un átomo cuya energía aumenta por la modificación del orbital de uno de sus electrones.
Cuando un átomo excitado regresa a su estado de energía fundamental, emite un fotón cuya energía (y por lo tanto la frecuencia) corresponde a una diferencia entre dos estados de energía del átomo.
Algunas radiaciones electromagnéticas transportan suficiente energía para poder extraer los electrones del material, que es la radiación ionizante
En el mismo dominio del espectro electromagnético, los fotones son capaces de formar pares de agujeros de electrones en los semiconductores (principio de CCD). Al recombinarse, el electrón y el agujero emiten luz (principio de los diodos).
Las reacciones nucleares, como la fisión, la fusión y la desintegración, a menudo se acompañan de una emisión de fotones de alta energía llamada rayos gamma (rayos gamma). (Ver Articulo: Radiación Cósmica)
Tipos de Radiación Electromagnética
Las ondas electromagnéticas, a diferencia de las ondas mecánicas, no necesitan un soporte material para moverse. Dependiendo de su longitud y frecuencia, las ondas electromagnéticas se clasifican en diferentes categorías. Los más conocidos son los de luz visible, ya que son perceptibles para el ojo, pero también hay otras formas de radiación que el ojo no puede percibir.
Las longitudes de onda de los rayos electromagnéticos varían entre 0,001 nm y 100 m. Los tipos de ondas electromagnéticas son:
- Ondas de radio
- Microondas
- Rayos infrarrojos
- Luz visible
- Rayos ultravioleta
- Rayos x
- Rayos gamma
La parte que puede ser percibida por el ojo humano en el espectro electromagnético (comúnmente llamada luz visible) es muy pequeña. Así como el oído humano normalmente no puede percibir sonidos que son demasiado altos o demasiado altos, los ojos no pueden percibir rayos que tienen longitudes de onda menores a 400 nm y mayores a aproximadamente 700 nm.
Ondas de Radio
- Las ondas que tienen la frecuencia más baja del espectro.
- Llevan poca energía.
- Las microondas, un tipo de onda de radio, pueden hacer que las partículas vibren y aumenten su temperatura.
- Uso: radio, televisión, horno microondas, teléfono celular.
Microondas
- Uso: transmisiones vía satélite, teléfono celular e internet; horno microondas
Rayos Infrarrojos
- Los rayos infrarrojos tienen una longitud de onda ligeramente mayor que el rojo visible.
Aunque son invisibles, es posible percibir el calor que transmiten. - Uso: control remoto, comunicación con satélites.
Luz Visible
- Es el único tipo de onda electromagnética visible por los seres humanos.
- Es un conjunto de seis colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, púrpura) que conforman la luz blanca.
- Uso: iluminación, láser, fotografía, pantallas de ordenador.
Rayos Ultravioleta
- Son invisibles para los humanos, pero algunos animales son capaces de percibirlos.
- Llevan una mayor cantidad de energía que la luz visible.
- Permiten la síntesis de vitamina D por parte de nuestras células.
- Los humanos se broncean, pero pueden causar cáncer de piel.
- Uso: tratamiento de ciertas enfermedades, esterilización de instrumentos quirúrgicos. (Ver Articulo: Radiación Solar)
Rayos x
- Llevan una gran cantidad de energía.
- Pueden atravesar objetos o sustancias.
- La exposición prolongada causa quemaduras y cánceres.
- Uso: Rayos X, inspecciones de equipaje.
Rayos Gamma
- Llevan una gran cantidad de energía.
- Cruzan objetos o sustancias muy fácilmente.
- Son muy peligrosos: pueden causar quemaduras, cánceres y mutaciones genéticas.
- Uso: tratamiento del cáncer, conservación de alimentos.
Espectro de Radiación Electromagnética
El espectro electromagnético es la descripción de todas las radiaciones electromagnéticas clasificadas por frecuencia, longitud de onda o energía. El espectro electromagnético se extiende teóricamente de cero a infinito en frecuencia (o longitud de onda), continuamente. Tanto por razones históricas como físicas, se divide en varias clases grandes de radiación, que se estudian por medios propios de cada una de ellas.
La espectroscopia o espectrometría es el estudio experimental de los métodos de espectros electromagnéticos, observación y medición con radiación descomposición en ondas monocromáticas. La espectroscopia se ocupa generalmente del espectro de absorción o del espectro de emisión de un objeto.
Cantidades Físicas Características
La radiación electromagnética puede considerarse como una onda progresiva o como un conjunto de partículas.
Si lo consideramos como una onda, podemos descomponerlo, de acuerdo con la transformada de Fourier, en una suma de ondas monocromáticas, cada una de las cuales se describe por completo en dos cantidades físicas:
- Su amplitud
- Su frecuencia o su longitud de onda, cantidades correlacionadas por la velocidad de la onda.
Si lo consideramos como un conjunto de partículas, cada una de ellas está completamente descrita por su energía. La distribución de las energías y su suma obedecen a las leyes estadísticas.
Unidades
- La frecuencia, notada, se expresa en hercios (Hz) en el Sistema Internacional de Unidades (SI)
- La longitud de onda en el vacío (esto siempre se entiende más adelante), expresada en unidades de longitud (en metros (m) en el SI)
- Energía fotónica, expresado en julios (J) en el SI, pero también comúnmente en voltaje electrónico (1 eV = 1.602 176 53 × 10 -19 J ).
Utilización
Las ondas de radio se caracterizan generalmente por la frecuencia, que se aplica también a los circuitos de los aparatos utilizados para producirlas. A medida que las frecuencias crecen, las longitudes de onda correspondientes se acortan al mismo orden de magnitud que los dispositivos, y se convierten en el parámetro de uso más común.
Más allá de cierto límite, los instrumentos ópticos se utilizan principalmente, al igual que para la luz, y la longitud de onda en el vacío se convierte en la característica más conveniente. Juega directamente en el cálculo de la interferencia en las redes de difracción y en muchas otras aplicaciones. De los rayos X, las longitudes de onda rara vez se utilizan: como estamos tratando con partículas muy energéticas, la energía correspondiente al fotón X o γ detectado es más útil.
Dominios del Espectro Electromagnético
Rayos Gamma
- Longitud de onda ( m ): <10 pm >
- Frecuencia ( Hz ): 30 E Hz >
- Energía de fotones ( eV ): 124 ke V
Rayos x
- Longitud de onda ( m ): 10 pm – 10 nm
- Frecuencia ( Hz ): 30 EHZ – 30 P Hz
- Energía de fotones ( eV ): 124 keV – 124 eV
Ultravioleta
- Longitud de onda ( m ): 10 nm – 390 nm
- Frecuencia ( Hz ): 30 PHz – 750 T Hz
- Energía de fotones ( eV ): 124 eV – 3,2 eV. (Ver Articulo: Radiación Ultravioleta)
Visible
- Longitud de onda ( m ): 390 nm – 750 nm
- Frecuencia ( Hz ): 770 THz – 400 THz
- Energía de fotones ( eV ): 3.2 eV – 1.7 eV
Infrarrojo
- Longitud de onda ( m ): 750 nm – 0.1 mm
- Frecuencia ( Hz ): 400 THz – 3 THz
- Energía de fotones ( eV ): 1.7 eV – 12.4 meV
Terahertz / Submilimétrico
- Longitud de onda ( m ): 0,1 mm – 1 mm
- Frecuencia ( Hz ): 3 THZ – 300 GHz
- Energía de fotones ( eV ): 12.4 meV – 1.24 meV
Microonda
- Longitud de onda ( m ): 1 mm – 1 m
- Frecuencia ( Hz ): 300 G Hz – 300 M Hz
- Energía de fotones ( eV ): 1.24 meV – 1.24 μeV
Ondas de Radio
- Longitud de onda ( m ): 1 m – 100.000 km
- Frecuencia ( Hz ): 300 MHz – 3 Hz
- Energía de fotones ( eV ): 1.24 μeV – 12.4 fe V
El espectro electromagnético se divide generalmente en varios dominios de acuerdo con la longitud de onda y el tipo de fenómeno físico que emite este tipo de onda.
- Ondas de radio u ondas hertzianas: oscilaciones de electrones dentro de un circuito eléctrico como una antena.
- Microondas: oscilaciones de electrones dentro de componentes eléctricos específicos (como un diodo de Gunn, por ejemplo), rotación molecular.
- Terahertz (dominio submilimétrico, límite de microondas / infrarrojo lejano): niveles de vibración de moléculas complejas.
- Infrarrojo: oscilaciones de partículas, vibraciones moleculares, transiciones de electrones de valencia dentro de átomos o moléculas.
- Luz visible: transiciones de electrones de valencia de alta energía, que tienen la distinción de ser detectados por el ojo humano.
- Ultravioleta: transiciones de electrones de valencia de átomos o moléculas de energía superior aún, y por lo tanto no observables por el ojo humano.
- Rayos X: transiciones de electrones de capas profundas dentro de un átomo, aceleración o desaceleración (bremsstrahlung) de electrones libres de alta energía.
- Rayos gamma: transiciones dentro del núcleo atómico, a menudo emitidas durante la desexcitación del núcleo-hijo como resultado de la desintegración radiactiva de un núcleo inestable, espontáneamente o bajo el efecto de una aceleración dentro de un acelerador nuclear de partículas. (Ver Articulo: Electrón)
Espectro de Luz
La radiación electromagnética visible es la porción muy estrecha del espectro electromagnético accesible a la percepción visual humana; corresponde a la energía más alta de radiación solar que llega a la superficie de la Tierra.
La sensibilidad humana es mayor alrededor de una longitud de onda en el vacío de 550 nm en la visión fotópica, con una iluminación significativa, del orden de magnitud de las que se encuentran en el día en la superficie de la Tierra.
A ambos lados de este máximo, la sensibilidad disminuye gradualmente. Es menos del 1% del máximo a 410 nm y 690 nm , y no queda nada a 360 nm. En el lado de baja energía, como máximo se detectan hasta 820 nm, aunque muy débilmente, pero los humanos y otros animales terrestres sienten la radiación infrarroja en forma de calor en la piel. En la visión escotópica nocturna, el máximo es de 510 nm y no distinguimos los colores.
La colorimetría conecta la medición física de la radiación para el color percibido. Un ser humano normal puede distinguir, en el mejor de los casos, ondas de longitud de onda que difieren de menos de 1 nm y más de cien niveles de brillo. Sin embargo, la descripción de un color no necesita tantos datos como podría sugerir la espectroscopia.
Los seres humanos tienen solo tres tipos de receptores en la visión diurna, y muchas mezclas de radiaciones de diferentes longitudes de onda, llamadas metaméricos, se perciben de manera idéntica.
Medidor de Radiación Electromagnética
Un radiómetro es un instrumento que mide la intensidad del flujo de radiación electromagnética, en diferentes rangos de longitud de onda, como la luz ultravioleta, visible e infrarroja. Si la medición de la radiación se realiza de acuerdo con la longitud de onda (o la frecuencia ), el instrumento se denomina espectrorradiómetro.
Los radiómetros se utilizan particularmente en meteorología, incrustados en satélites como METEOSAT o SPOT. Realizan mediciones en partes específicas del espectro de radiación electromagnética, lo que les permite medir con precisión el vapor de agua y el contenido de agua líquida de la atmósfera.
Los radiómetros son instrumentos que puede realizar cualquier persona con conocimiento del amplificador operacional y el uso de un fotodiodo BPW34B.
El medidor de estudio de radiación se usa en sitios nucleares y en instalaciones profesionales y laboratorios de análisis en los que se usan productos radiactivos diariamente u ocasionalmente. En vista de los peligros de la radiación X, gamma y de neutrones, se recomienda usar solo dispositivos de medición confiables y comprarlos a un especialista. Berthold Francia ofrece varios modelos.
Utilice medidores de medición de radiación para optimizar la protección contra la radiación en sitios expuestos.
El uso de dispositivos de medición de radiactividad o medidores de radiación es uno de los medios para prevenir los peligros asociados con el manejo de productos radiactivos. Además, la ley exige que todos los sitios y locales expuestos estén sujetos a una política de protección de la salud y del medio ambiente adaptada a las actividades y al grado de riesgo de contaminación.
Por lo tanto, la verificación del cumplimiento de las normas sanitarias de la maquinaria y los procedimientos de trabajo generalmente se confía a las empresas aprobadas. Las regulaciones que rigen estas industrias y laboratorios considerados peligrosos para los seres humanos y el medio ambiente también son muy estrictas. Por lo tanto, cumplir con las normas de seguridad impuestas por la ley es una obligación.
El uso de dispositivos de medición y control de radiactividad, como el medidor de medición de radiación , permite definir el umbral de peligro para la exposición a la radiación dañina. Este dispositivo se recomienda en sitios nucleares y en laboratorios donde se manejan productos que seguramente emiten rayos X, rayos gamma o neutrones.
Ionizante
La radiación ionizante puede ser el origen de las mutaciones (por ejemplo, al romper los enlaces de hidrógeno del ADN) y luego de los cánceres (como resultado de numerosas mutaciones).
Entre las radiaciones ionizantes, hay tres radiaciones electromagnéticas ionizantes diferentes (de hecho, hay radiaciones ionizantes que no pertenecen a la familia de las radiaciones electromagnéticas). Estas tres radiaciones son:
Radiación Gamma
La radiación gamma es el nombre que se le da a la radiación electromagnética producida por la desexcitación de un núcleo atómico resultante de una desintegración . Es para desenergizar que el núcleo de un átomo emita un fotón (y por lo tanto energía) para volver a ser estable. Esta radiación es extremadamente penetrante en el material.
Radiación Ultravioleta
La radiación ultravioleta (UV) es una radiación electromagnética emitida por el sol o una fuente artificial. Cuando esta radiación es emitida por el sol, se debe a las numerosas reacciones nucleares que lo agitan. La región del espectro cubierto por la radiación UV corresponde a longitudes de onda entre 100 y 400 nm y se divide en tres bandas. Estas bandas se definen de acuerdo con el poder de penetración (y, por lo tanto, la longitud de onda) de la radiación en el material (como los tejidos humanos). Esta triple división se realiza de la siguiente manera:
- UVA (315-400 nm), representan el 95% de la radiación ultravioleta que llega a la Tierra. Tienen la longitud de onda más larga y, por lo tanto, son los más penetrantes. Sin embargo, son los rayos ultravioleta los que transportan menos energía, por lo que son los menos destructivos.
- Los UVB (280-315 nm) tienen una longitud de onda promedio, por lo tanto no son penetrantes sino relativamente energéticos y, por lo tanto, potencialmente dañinos para las capas superficiales de la piel. Los rayos UVB son los responsables de las quemaduras solares.
- UVC (100-280 nm), tienen las longitudes de onda más cortas y son las menos penetrantes. Sin embargo, la energía que transportan es tal que hace que estos rayos UVC sean los rayos UV más destructivos. . Por otro lado, los rayos UVC están teóricamente detenidos al 100% por la capa de ozono, de modo que los pocos rayos UVC que llegan a la Tierra son insignificantes.
Radiación X
Los rayos X pueden producirse artificialmente (especialmente en medicina para imágenes médicas), de acuerdo con diferentes métodos, siendo los más comunes los rayos X de frenado.
Para producir una energía emitida en forma de rayos X (para obtener rayos X), un átomo es bombardeado con electrones. Cuando pasan cerca del núcleo del átomo cargado positivamente, los electrones, cargados negativamente, son atraídos a este núcleo.
Debido a la fuerza con la que se envían al núcleo, los electrones no golpean el núcleo cuando los atrae, sino que se desvían y disminuyen la velocidad. Es la fuerza de frenado que resulta de esta desviación en la trayectoria del electrón que causa la emisión de energía en forma de rayos X. Este rayo X es, por lo tanto, un fotón cuya energía esHz) y por lo tanto una longitud de onda entre 0.1 y 10 nm.
No Ionizante
Hay dos clases principales de radiación: la radiación no ionizante que es incapaz de romper los enlaces moleculares por un fenómeno de ionización en el origen, en particular, de efectos carcinógenos o mutagénicos.
Por definición, la radiación no ionizante es incapaz de ionizar la materia. Esto significa que son incapaces de transformar los átomos que constituyen la materia en iones (partículas más inestables). Es esta radiación la que utilizamos a diario en las comunicaciones inalámbricas. Estas radiaciones ionizantes pueden ser de diferentes naturalezas según su longitud de onda:
Radiación Infrarroja
La radiación infrarroja se caracteriza por la ley de Viena, un calentamiento del material. Cuando el material se calienta por la vibración de los enlaces moleculares, emite radiaciones de tipo calorífico que calientan el material con el que se encuentra. Sin embargo, debido a su corta longitud de onda (entre 800 y 1000 nm), su penetración en el material es muy baja. Son los rayos infrarrojos producidos por el sol los que dan una impresión de calor.
Microondas
Las microondas tienen longitudes de onda de aproximadamente 30 centímetros a 1 milímetro, por lo tanto, frecuencias entre 1 y 300 GHz. Sin embargo, las microondas son bastante arbitrarias y varían según el campo de estudio. Las microondas se subdividen en tres partes según su longitud de onda:
- UHF (frecuencia ultra alta) de 1 a 3 GHz.
- SHF (súper alta frecuencia) de 3 a 30 GHz.
- EHF (alta frecuencia extrema) de 30 a 300 GHz.
Las Ondas de Radio
Las ondas de radio son las olas diarias más utilizadas. El dominio de frecuencia de las ondas de radio se extiende de 9 kHz a 3 000 GHz. Se encuentran en el origen de las comunicaciones inalámbricas actuales, desde las más cortas (Bluetooth, Wifi) hasta las más largas (Satélite). Estas son ondas electromagnéticas que se propagan de dos maneras:
- En el espacio libre (propagación radiada en el aire alrededor de la Tierra, por ejemplo)
- En líneas (propagación guiada, en un cable coaxial o en una guía de onda).
Según este dominio de frecuencia, las ondas de radio se propagan de diferentes maneras:
- Las ondas UHF (rango de unos pocos decímetros) se propagan en línea recta pero se reflejan fácilmente.
- Los VHF también se propagan en línea recta, pero son capaces de sortear obstáculos y moverse en distancias mayores (unas decenas de metros). Estas ondas se utilizan en comunicaciones Bluetooth, Wifi, redes móviles.
Las ondas decamétricas permiten conexiones intercontinentales y son reflejadas por la ionosfera (capa de la atmósfera de la Tierra compuesta por gases ionizados por la radiación ultravioleta del sol y situada entre 80 y 500 Km de altitud) lo que hace posible acelerar su velocidad.
- Las ondas MF se propagan por ondas terrestres (que se propagan cerca del suelo) pero no pueden propagarse relativamente lejos (entre 500 y 1000 km).
- Los LF se propagan de la misma manera que MF pero tienen un rango más largo. Pueden extenderse tanto cerca del suelo como en el interior y también en el mar, pero a poca profundidad. Se utilizan en transmisiones por satélite (televisión por satélite, GPS).
¿Cómo Protegernos de la Radiación Electromagnética?
Teléfono inalámbrico, computadora portátil, terminal wi-fi. Nos rodean diferentes fuentes de campos electromagnéticos. No hay duda de todo eso sin estos dispositivos que brindan muchos servicios. Pero podemos limitar su uso.
Los nuevos teléfonos 4G irradian de cinco a diez veces más que en el modo de voz cuando reciben o envían un correo electrónico o cuando ven televisión.
- Elija un dispositivo con el SAR más bajo posible (Tasa de absorción específica). El SAR indica la cantidad de energía (y por lo tanto el calentamiento) recibida por los tejidos humanos. El estándar máximo se establece en 2 vatios por kilogramo para la cabeza.
- Limitar la duración de las conversaciones. Elija SMS.
- No le dé una computadora portátil a un niño menor de 12 años.
- Utilice el kit manos libres.
- En coche o en tren, el teléfono móvil se acelera para detectar la antena de relé más cercana. Según Autoplus y Criirem, la intensidad del campo electromagnético se duplica en el compartimiento de pasajeros de un automóvil estacionario y en cuatro en la carretera o en áreas desatendidas.
Kiosco de wifi
- Deshabilite el wi-fi y conéctese a la red con un cable. De lo contrario, desconecte la terminal por la noche.
- Párese al menos a 1 metro de la terminal.
- Limitar el uso de teléfonos wi-fi.
- No permita que los niños pongan una computadora en modo wi-fi en sus rodillas, en contacto con la piel.
Escuchar Al Bebé
- Instale el dispositivo (la gran mayoría de los cuales funciona en wi-fi) a más de un metro del bebé. Su intensidad es de 8,5 V / ma 20 cm y 3,2 V / ma 1 m (según Criirem). La sensibilidad del micrófono es suficiente para capturar sus lágrimas.
- Y lo más importante, enchufe el transformador a más de 50 cm de la base.
Teléfonos inalámbricos DECT
- Elija un modelo cuya base no emita un campo electromagnético fuera de las comunicaciones.
- Para evitar en las habitaciones, sobre un escritorio.
Juegos
- Algunas consolas de juegos funcionan en wi-fi o bluetooth (Nintendo DS, Playstation, Wii …). Es mejor jugar veinte minutos y tomar descansos.
Lámparas de bajo consumo
- Evítalos como lámparas de noche o lámparas de escritorio.
- Quédate a más de un metro de distancia.
Las Ilusorias Protecciones Anti-Ondas
- Pastillas, parches y conos “anti-ondas” no han demostrado su eficacia.
- Tapizar su apartamento con colgaduras de alambre tejido evita que las ondas electromagnéticas penetren. Esta es una solución adoptada por algunas personas electrosensibles.
