El espectro electromagnético
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Hasta 1800 no se sabía de la existencia de otros tipos de luz que no fueran las visibles. El descubrimiento inesperado por el astrónomo William Herschel (que descubrió también el planeta Urano) hizo que a lo largo del siglo XIX se estudiaran ondas desconocidas e invisibles que permitieron una mayor comprensión sobre la radiación. • ¿Qué ondas forman parte del espectro electromagnético?
Conoce y amplía La luz que proviene del Sol, de las lámparas incandescentes o de los focos es una forma de energía radiante. Cuando esta luz blanca pasa a través de un prisma, se obtiene un espectro continuo, también llamado un arcoíris, ya que la descomposición de la luz blanca produce un arcoíris. Además de la luz visible, existen otras formas de radiación que conforman el espectro electromagnético, el cual forma un continuo de ondas de radiación con diferentes longitudes que viajan en el espacio a la velocidad de la luz (3,0 x 108 m/s). Espectro electromagnético
Rayos gamma 0,0001 nm
Ultra violeta
Rayos X
0,01 nm
10 nm
CULTURA del Buen Vivir
Infrarojo 1 000 nm 0,01 cm
Luz visible Espectro visible
Ondas de radio Radar Tv FM AM 1 cm
1m
100 m
Optimismo Tu energía debe ser tan grande como la del Sol, pero a diferencia de este debes aprovecharla para enfrentar de manera positiva todos los sucesos de la vida. • ¿Eres una persona optimista?
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400 nm
500 nm
600 nm
Mayor frecuencia
700 nm
Menor frecuencia
Las ondas presentan las siguientes propiedades: • Longitud de onda ( ): es la distancia entre las crestas o la cima de dos ondas consecutivas. l
v 2T
T
• Frecuencia ( ): es el número de ondas que atraviesan por un punto en un tiempo determinado. La frecuencia de una onda se relaciona de manera inversa con su velocidad y de forma directa con el contenido de energía.
c = λν 146
En donde c es la velocidad de la luz.
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La Tierra y el universo
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La Tierra y el universo Destreza con criterios de desempeño: Reconocer, con uso de las TIC y otros recursos, los diferentes tipos de radiaciones del espectro electromagnético y comprobar experimentalmente, a partir de la luz blanca, la mecánica de formación del arcoíris.
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• Rayos cósmicos: son partículas de alta energía que vienen del espacio exterior. • Rayos gamma ( ): ondas cortas con alta frecuencia, son capaces de penetrar en materiales y alterar tejidos. Son utilizados actualmente en medicina. • Rayos X: tienen una longitud de onda mayor a los rayos gamma, pueden atravesar tejidos blandos, pero no los huesos, por eso se los utiliza para obtener radiografías. • Radiación ultravioleta (UV): son ondas con longitudes más cortas que la luz visible, provienen del Sol y no ingresan a la Tierra debido a la presencia de la capa de ozono. Cuando la radiación UV incide en algunas pinturas o ciertas rocas, el material absorbe estos rayos y emite luz visible de menor energía, este fenómeno se denomina fluorescencia. • Espectro visible: incluye las ondas que tienen entre 700 y 400 nm de longitud, atraviesan la atmósfera terrestre y son visibles para el ojo humano en forma de colores, que dependen de una frecuencia específica. La mezcla de todas las longitudes de onda de la luz visible da como resultado la luz blanca. • Radiación infrarroja: es un tipo de radiación que produce vibraciones en las moléculas emitida por los objetos calientes y pueden ser absorbida por gases como el vapor de agua y el dióxido de carbono. • Microondas y radar: se emplean en las telecomunicaciones, transportan señales de TV y transmisiones telefónicas, la televisión satelital también usa estas ondas. Las microondas son absorbidas por las moléculas de agua presente en • Ondas de radio: son ondas largas de frecuencia corta que los alimentos, lo que produce una agitación molecular que aumenta la son utilizadas por las estaciones de radiocomunicación. temperatura.
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Composición del espectro electromagnético
Desarrolla tus destrezas Identifica 24 A partir de la imagen del espectro electromagnético presentada en la página anterior, responde las siguientes preguntas. a. ¿Qué color de la luz visible tiene la frecuencia más alta? b. ¿Qué tipo de radiación presenta las ondas con menor longitud? c. Coloca los siguientes tipos de radiación: IR, UV, EV en orden descendente, en función de su frecuencia. d. ¿Cuál es el rango de longitud de onda que nuestros ojos son capaces de percibir? e. ¿Qué tipo de ondas son las responsables de generar el fenómeno de la fluorescencia?
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La Tierra y el universo
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El espectro electromagnético Espectro de líneas Cuando los electrones presentes en un elemento o en ciertas sustancias químicas ganan energía cambian su posición y al regresar a su lugar original emiten energía en forma de líneas que tienen frecuencias determinadas. El espectro formado se llama espectro de líneas, el cual es característico de cada sustancia, por lo que se puede usar para su identificación. El espectroscopio ha permitido obtener estos espectros y poder determinar la constitución química de las estrellas y la atmósfera de los planetas. Otra forma de identificar ciertos metales es por medio de la coloración que toma la llama cuando compuestos formados por estos son expuestos a la llama. De igual forma, los metales absorben la energía, sus electrones suben a un nivel superior de energía y cuando vuelven a su estado basal emiten energía con frecuencias específicas.
Los colores se producen a partir de sales de diferentes metales.
656 nm
486 nm
434 nm
Los fuegos artificiales producen diferentes colores brillantes de acuerdo con el metal presente. En la tabla se presentan los colores característicos de un grupo de metales. Metales
Coloración de la llama
Litio
Rojo
Sodio
Amarillo
Potasio
Violeta
Cobre
Azul y verde
Calcio
Anaranjado
Desarrolla tus destrezas Indaga 25 Toma un prisma y colócalo de tal manera que los rayos de Sol incidan sobre él. Dibuja tus observaciones.
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410 nm
Espectro de líneas del hidrógeno