Radiaciones electromagnéticas

Radiaciones electromagnéticas
Profa. E. Alba Gutiérrez Rodríguez, agosto 2012
En la década de los 70 los hornos de microondas se popularizaron rápidamente. ¿Cómo
funcionan? ¿Por qué calientan los alimentos?
¿Qué son las microondas?
Las microondas son ondas electromagnéticas de la
misma naturaleza que las ondas de radio, luz visible
o rayos X. Lo que diferencia a cada una de las
ondas del espectro electromagnético es su
frecuencia (o de forma equivalente su longitud de
onda).
Así por ejemplo:
Onda electromagnética
Luz visible
Radio FM comercial
Microondas
(f)
750 THz (violeta) a 428 THz (rojo)
88 MHz a 108MHz
100 MHz a 100 GHz*
(λ)
0.4-70 
3.4-2.7 m
3-0.003 m
* Las microondas se utilizan tanto en hornos como en comunicaciones; las utilizadas
los hornos tienen una frecuencia de 2,45 GHz y las utilizadas en la banda HF
(vigilancia costera) del radar son de 30 MHZ
Espectro Electromagnético
En el espectro electromagnético se encuentran acomodadas el conjunto de ondas
electromagnéticas con base en su energía.
Todas las ondas electromagnéticas se desplazan a la velocidad de la luz
(3x108m/s) pero difieren en la longitud de onda y la frecuencia.
Frecuencia (f) es el número de ciclos de una onda que
pasa por un punto en cierto tiempo. Sus unidades son
s-1 o hertz.
Longitud de onda (λ) es la distancia entre dos
puntos idénticos de dos ciclos repetitivos. Sus
unidades: m, cm, nm, Km.
Cada onda electromagnética tiene una frecuencia (f) y una longitud de onda (λ)
característica. Estas magnitudes se relacionan de la siguiente manera:
Donde c representa la velocidad de la luz.
Todas las energías radiantes
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Radiaciones electromagnéticas
Profa. E. Alba Gutiérrez Rodríguez, agosto 2012
Un poco de historia
En 1945 Percy Spencer, un científico americano, descubrió las posibilidades culinarias de las microondas
al preparar con éxito palomitas de maíz.
¿Cómo calientan la comida las microondas?
Los alimentos en general contienen agua en una proporción elevada. El agua está formada
por moléculas polares. Esto quiere decir que podemos considerar la molécula de agua como
una estructura con dos polos en los extremos, uno positivo y el otro negativo.
Las microondas son capaces de tirar de los polos de las moléculas polares forzándolas a
moverse. El sentido en que las microondas tiran de las moléculas cambia 2,450,000,000 veces
por segundo. Esta interacción entre microondas y moléculas polares provocan el giro de éstas.
Las microondas hacen rotar más o menos eficientemente al resto de moléculas polares que hay en los
alimentos además del agua. Las microondas sin embargo no tienen ningún efecto sobre las moléculas
apolares (sin polos), por ejemplo los plásticos. Tampoco ejercen efecto sobre sustancias polares en las
que las partículas que las forman no tienen movilidad. En este grupo estaría el agua sólida, la sal común,
la porcelana o el vidrio.
Una vez que las moléculas de agua presentes en los alimentos comienzan a girar, pueden transferir
parte de esta energía mediante choques con las moléculas contiguas. Este mecanismo hará que por
conducción todo el alimento acabe calentándose.
Múltiplos y submúltiplos establecidos por el SI
Múltiplos
Prefijo
TeraGigaMegaKiloHectoDeca-
2
Símbolo
T
G
M
K
H
D
Submúltiplos
Valor
numérico
1012
109
106
103
102
101
Prefijo
decicentimilimicronanopico-
Símbolo
d
c
m
μ
n
p
Valor
numérico
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
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Profa. E. Alba Gutiérrez Rodríguez, agosto 2012
Ejercicios
1. Calcula la frecuencia de una radiación, si su longitud de onda es de 150 Mm.
2. Calcula la longitud de onda en nanómetros de una radicación electromagnética que contiene una
frecuencia de 6.26 x 10 14 Hz.
3. Un tocadiscos automático esta ajustado para operar a 60 Hz de corriente alterna. Convierte la
frecuencia en longitud de onda en Gm.
4. El horno de microondas produce una radiación electromagnética a una frecuencia de 2450 MHz.
Calcula la longitud de onda en cm.
5. Calcula la frecuencia en hertz de un rayo X que tiene una longitud de onda de 1 nm
6. Las estaciones de radio FM, operan entre longitudes de onda de 2.78 y 3.41 m. Calcula su frecuencia
en MHz.
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