Radio

7.4 Espectro electromagnético.
c = λν = 299792458 m / s
Radiación NO ionizante
300nm
Energía = hv
eV
Radiación ionizante
105.........6.........7........8.........9.........10........11........12........13........14........15........16........17........18........19........20........21........22........23
v( Hz )
λ
Radio
IR
UV
Rγ
RX
10 −3 pm
= 1 fm
onda larga AM, FM, TV microondas
Ameba
350µm
límite
_ ojo
humano :
100µm
Glóbulo
blanco
10µm
- 10 −3 fm
= 1am
280 pm
25 pm ,3 × 10−3 pm
Escherichia
coli 1µm
http://htwins.net/scale2/
Bacteriofago
200nm
VIH 100nm
Circovirus
porcino 17nm
DNA 3nm
800 pm
EL RANGO DE LAS DISTINTAS RADIACIÓNES ES ALGO ARBITRARIO, HAY SOLAPAMIENTO: la distinción se hace por el origen de la radiación más que por
su frecuencia, especialmente para RX y R gamma.
Radiación cósmica: rayos gamma y corpuscular (partículas alfa y beta, neutrones, …). Esta de gran energía se suele incluir en algunos diagramas pero
evidentemente pero no son ondas EM.
EL SONIDO: SE DESCRIBE EN MUCHOS ASPECTOS CON LAS MISMAS EXPRESIONES MATEMÁTICAS
PERO LAS ONDAS EM: TRASVERSALES, VACIO, c CONSTANTE, SIN LIMITE DE FRECUENCIA.
ES UN FENÓMENO FÍSICO ESENCIALMENTE DIFERENTE..
INFRASONIDOS
0.020 Hz
ACÚSTICAS
20 Hz
ULTRONIDOS
20kHz
20MHz
Seísmos, avalanchas
erupciones huracanes,
tormentas, auroras, ...
20GHz
20THz
MEDICINA
Elefantes, ballenas
INDUSTRIA
(Caja negra: 37.5kHz
PELIGROSOS
d
La velocidad del sonido depende de las propiedades de elásticas del medio,
a mayor rigidez mayor velocidad; DIAMANTE:
v(111, long) ≈ 19000m/s
λmin ≈ 2d(111) ≈ 3 A
f max = v/λmin ≈ 63THz
105.........6.........7........8.........9.........10........11........12........13........14........15........16........17........18........19........20........21........22........23
v( Hz )
λ
Radio
IR
UV
RX
Rγ
Radiación térmica
1
10
20
μm
IR acaba en ≈1mm=1000µm
10
20 μm
Image created by Robert A. Rohde / Global Warming Art
Producción de …
Rγ
Interacción
de la
radiación
corpuscular
con la
atmosfera
60
27
Compton
reverso
Co
60
28
Ni
http://en.wikipedia.org/wiki/Fi
le:Antimatter_Explosions.ogv
RX
v≅c

B
láseres
láseres
UV
visible
Tubo de RX
Lámparas
Reactores de fisión
Radiación
sincrotrón
IR
+
Bremsstrahlung
H
H
O
H
H
O
LEDS, láseres
Microondas
Radio
ANTENA
λ/2
~
I = I 0 cos( 2πz / λ ) cos( ωt )
+
+
+
−
−
−
FUENTE
DE
ENEGÍA
FISICA ↔ INGENIERÍA
Conservación
de la energía
Ley de Ohm
Efecto Joule
Campo dipolar
Transformador
Ondas EM en
el “vacio”
Ley de Biot y
Savart
FUENTE
DE
ENEGÍA
Generador
Inducción:
Ley de
Faraday
Resonancia
Circuito LC
Condiciones
de contorno
Ondas
estacionarias
Ecuaciones
de Maxwell
Varsovia 646.38 m
225 kHz
microondas
Oscilaciones
forzadas
Dakota 628.8 m
300Mhz -3GHz
Absorción atmosférica
Big Bang
2.7K
Onda Larga
cargas
RADIO
Micro
CO 2 , H 2O
IR
UV
RX
O3 , O 2
Rγ
100%
50%
SATURNO
ULTRAVIOLETA
INFRARROJO
VISIBLE
RADIO
RAYOS X
RADIO
GALAXIA WHIRLPOOL
M51
INFRARROJO
VISIBLE
ULTRAVIOLETA
Rayos gamma (rayos X)
Producción: Radiación térmica, procesos estelares, radioactividad, rayos cósmicos con la
atmósfera, descargas en tormentas , … Artificial: reactores nucleares, experimentos con
partículas de alta energía, radiación sincrotrón,
Usos: Modificación gemas, Medidas de densidad y espesor (minería, química, alimentación,
limpieza, papeleras), Seguridad, Esterilización material médico, tratamiento el cáncer,
diagnostico médico, bactericida)
Efectos indeseados: daño en las células (cáncer), mutaciones en tejidos en desarrollo
Rayos X (rayos gamma)
Producción: Radiación térmica, … Artificial: tubo de rayos X, radiación sincrotrón, …
Usos: Radiografía (industrial y médica), Tomografía, radioterapia, cristalografía, arte,
microscopía, imágenes de contraste, …
Efectos indeseados: cáncer
En lo que sigue se ha excluido la radiación térmica como fuente de radiación. Lo es para todo el
espectro. Las listas no son exhaustivas y hay muchos solapamientos entre los distintos rangos
del espectro.
Rayos Ultravioleta
Producción: Artificial: lámparas, leds, láseres, , radiación sincrotrón, …
Usos: Vitamina D, dermatología, desinfección, esterilización, Fluorescencia (toda clase de
detectores: fuego, autentificación, Medicina forense, marcadores, …), adhesivos, fotolitografía
electrónica, fotónica, ..…
Efectos indeseados: cáncer de piel, envejecimiento de la piel, degradación de polímeros y
pigmentos.
Visible
Producción: Lámparas, leds, láseres, radiación sincrotrón, …
Usos: Para ver, laser para DVD, CD.
Efectos indeseados: daños en la retina
Rayos Infrarrojos
Producción: Radiación sincrotrón, …
Usos: fibra óptica, visión nocturna, seguridad, comunicaciones ópticas ( ), calor, meteorología,
seguimiento, control remoto, termoterapia, termografía, …
Efectos indeseados: calor, daños en la retina, efecto invernadero, envejecimiento de la piel.
Microondas
Producción: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío dispositivos
… radiación sincrotrón,
Usos: hornos. móviles, TV, radiotransmisores, cámaras de tráfico, radar, comunicaciones,
efectos indeseados: calentamiento, cataratas.
Radio y onda larga
Producción: toda clase de transmisores. Regulada para evitar problemas de interferencia
Usos: radio comunicación y retrasmisión, sistemas de navegación, toda clase de
comunicaciones. Regulada para evitar problemas de interferencia.
Efectos indeseados: hormigueo, cáncer controversia
Mas detalle
Frecuencias extremadamente bajas: (Extremely Low Frequencies), 3 a 30 Hz. parte más baja de percepción del oído
humano.
Frecuencias super bajas: (Super Low Frequencies), sonidos graves que percibe el oído humano típico.
Frecuencias ultra bajas: ULF (Ultra Low Frequencies), frecuencia sonora normal para la mayor parte de la voz humana.
Frecuencias muy bajas: VLF, Very Low Frequencies. 3 a 30 kHz. comunicaciones gubernamentales y militares.
Frecuencias bajas: LF, (Low Frequencies), 30 a 300 kHz. navegación aeronáutica y marina.
Frecuencias medias: MF, Medium Frequencies, 300 a 3000 kHz. radiodifusión de AM (530 a 1605 kHz).
Frecuencias altas: HF, High Frequencies, 3 a 30 MHz. "onda corta". radiodifusión, comunicaciones gubernamentales y
militares. radioaficionados y banda civil
Frecuencias muy altas: VHF, Very High Frequencies, 30 a 300 MHz. radio móvil, comunicaciones marinas y aeronáuticas,
transmisión de radio en FM (88 a 108 MHz) y televisión del 2 al 12. radioaficionados
Frecuencias ultra altas: UHF, Ultra High Frequencies, 300 a 3000 MHz, televisión de UHF, 21 al 69 servicios móviles de
comunicación en tierra, en servicios de telefonía celular y en comunicaciones militares.
Frecuencias super altas: SHF, Super High Frequencies, 3 y 30 GHz y comunicaciones vía satélite y radioenlaces terrestres.
Además, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta tasa de transmisión de datos a muy corto alcance mediante
UWB. También son utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB.
Frecuencias extremadamente altas: EHF, Extrematedly High Frequencies, 30 a 300 GHz. para transmitir y recibir estas
señales son más complejos y costosos, por lo que no están muy difundidos aún.
Ultra alta frecuencia: de 30cm a 1m televisión, en la telefonía celular y en telecomunicaciones militares , radar
Muy alta frecuencia: de 1m a 10m radio móvil, navegación aeronáutica y marina, televisión y radio FM , radar
Onda corta: de 10m a 180m radiodifusión, comunicaciones gubernamentales y banda civil , radar
Onda media: de 180m a 650m radio AM y en la navegación aeronáutica y marina
Onda larga: de 650m a 10km radio AM y en la navegación aeronáutica y marina
Muy baja frecuencia: superiores a 10km telecomunicaciones gubernamentales y militares
3kHz
300kHz
3MHz
30MHz
300MHz
3GHz
30GHz