El espectro electromagnético

Cuando usted baja a la cocina por la noche para hacerse un bocadillo, quizá no se dé cuenta de que la electricidad que alimenta su frigorífico y el imán que sostiene la lista de la compra pegada a la puerta de éste son dos aspectos de un mismo fenómeno llamado electromagnetismo.



Un objeto tiene una carga eléctrica cuando sus moléculas tienen un exceso de electrones cargados negativamente o de protones cargados positivamente. Objetos con la misma carga se repelen mutuamente, y objetos con cargas opuestas se atraen mutuamente. Todo objeto magnético, ya sea un átomo, un fragmento de hierro o la propia Tierra, tiene dos polos. A los polos magnéticos los llamamos norte y sur. Cuando un objeto está magnetizado, sus átomos se alinean de modo que sus polos homólogos apuntan en la misma dirección. Como sucede con la electricidad, extremos iguales se repelen, y extremos opuestos se atraen. Aunque un objeto puede llevar una única carga –negativa o positiva- no hay tal cosa como un imán con un solo polo. Un imán cortado en dos se convierte en dos imanes más pequeños, cada uno de ellos con dos polos.

Cuando una carga eléctrica se mueve crea un campo magnético, y cuando un campo magnético cambia, crea un campo eléctrico. Como muchas cosas que suenan abstractas, esta relación fue descubierta por un científico suficientemente atento como para aprender los secretos de la Naturaleza a partir del comportamiento de objetos comunes. En 1820, un físico danés llamado Hans Christian Oersted advirtió que el paso de una corriente eléctrica hacía que se moviese una aguja magnética próxima.

Tanto la energía eléctrica como la energía magnética consisten en minúsculas partículas sin masa llamadas fotones. Dependiendo del comportamiento que estemos observando, decimos que los fotones son partículas u ondas; es decir, que muestran o bien un comportamiento de tipo partícula o bien de tipo onda. Al estudiar los efectos a gran escala del electromagnetismo, los científicos ponen normalmente el acento en sus características de tipo onda. Puesto que todo campo eléctrico variable crea un campo magnético y viceversa, hay una contante oscilación entre ellos. Esta oscilación se mueve a través del espacio en forma de onda que llamamos radiación electromagnética. El tamaño y el nivel energético de las ondas determina el tipo específico de radiación. Yendo desde la radiación de energía más baja y mayor longitud de onda a la radiación de energía más alta y longitud de onda más corta, los científicos dividen el espectro electromagnético en: ondas de radio, microondas, radiación infrarroja, luz visible, radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

Todas las formas de radiación electromagnética viajan a la misma velocidad –aproximadamente 300.000 km/s- a la que normalmente llamamos la velocidad de la luz. La longitud de onda es la distancia entre dos crestas (o dos vientres) sucesivas de las ondas, y la frecuencia, que está ligada con la energía, es el número de crestas (o vientres) por unidad de tiempo.

En general, cuanto mayor es la longitud de onda y menor es la energía, más segura es la radiación electromagnética. Las ondas de radio, que tienen las longitudes de onda más largas y la energía más baja, son las más seguras. Los rayos gamma, con las longitudes de onda más corta y energía más alta, son los más peligrosos.

Las ondas de radio, al ser inocuas y fácilmente detectables, constituyen el medio ideal para la comunicación. Las microondas también juegan un papel importante en las comunicaciones. Puesto que se pueden concentrar más estrechamente que las ondas de radio, las microondas pueden ser fácilmente dirigidas para que lleguen a los satélites y vuelvan a la Tierra. Las llamadas telefónicas a larga distancia y muchas señales de televisión se transmiten de esta manera (todas esas antenas parabólicas de televisión en los tejados de las casas son receptores de microondas).

Sentimos las ondas infrarrojas básicamente como calor, aunque algunos animales, a diferencia de nosotros, tienen visión infrarroja. La luz visible, que es fundamental para nuestra vida diaria, ocupa sólo una pequeña porción del espectro electromagnético.

Aunque la mayoría de los rayos ultravioletas son absorbidos por la atmósfera de la Tierra, los que nos llegan provocan que nuestra piel se oscurezca y se queme, y también provocan cáncer de piel. Los rayos X, que penetran en algunos materiales, son especialmente útiles en medicina, tanto en la formación de imágenes como en el tratamiento. Los rayos gamma, que se producen con frecuencia en las estrellas, son absorbidos por la atmósfera de la Tierra. Los astrónomos pueden utilizar detectores de rayos gamma en órbita para estudiarlos.

Volvamos al papel que juega el electromagnetismo en su bocadillo de la madrugada: si enciende la radio y calienta un recipiente en el horno microondas, usted está haciendo uso de ondas de radio y de microondas. El calor procedente de su recipiente cuando usted lo lleva a la mesa es radiación infrarroja, y a menos que usted tenga unas ganas locas de comer en la oscuridad, probablemente conectará un interruptor para producir luz visible. Y si su cocina tiene tubos fluorescentes, éstos transformarán la radiación ultravioleta en luz visible.