Ondas electromagnéticas y la luz: espectro electromagnético, longitud de onda y frecuencia

La luz que ves, el calor del Sol en tu piel, la señal de tu celular y los rayos X de una radiografía son lo mismo: ondas electromagnéticas. Solo se distinguen por su longitud de onda y su frecuencia.

En tu libro: este tema está en las páginas 320 a 325 de Saberes y pensamiento científico. Segundo grado (SEP).

Qué es una onda electromagnética

Es una perturbación formada por un campo eléctrico y un campo magnético que oscilan juntos y transportan energía. Se producen cuando cargas eléctricas (como los electrones) se aceleran. A diferencia del sonido, no necesitan un medio: viajan también en el vacío, siempre a la velocidad de la luz:

$$c = 300\,000 \text{ km/s} = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$$

Longitud de onda y frecuencia

• Longitud de onda ($\lambda$): la distancia entre dos crestas consecutivas. Se mide en metros.
• Frecuencia ($f$): cuántas oscilaciones ocurren por segundo. Se mide en hertz (Hz).

Como todas viajan a la misma velocidad, se cumple:

$$c = \lambda \cdot f$$

Por eso a mayor frecuencia, menor longitud de onda, y viceversa. Además, las ondas de mayor frecuencia transportan más energía.

Ejemplo: una estación de FM transmite a 100 MHz ($10^8$ Hz). Su longitud de onda es:

$$\lambda = \frac{3 \times 10^8}{10^8} = 3 \text{ m}$$

Nota: en la página 320 el libro dice que las ondas de radio de unos 1 000 m de longitud tienen una frecuencia de $10^4$ Hz. Con $c = \lambda f$, su frecuencia es en realidad de unos $3 \times 10^5$ Hz (300 kHz).

El espectro electromagnético

Es el conjunto de todas las ondas electromagnéticas, ordenadas por su longitud de onda:

De arriba hacia abajo la frecuencia y la energía aumentan. Por eso los rayos UV, X y gamma pueden dañar las células y hay que protegerse de ellos.

Radiografías (página 323): los rayos X atraviesan los tejidos blandos (piel, músculos, órganos), pero los huesos los detienen; en la placa queda la “sombra” de los huesos.

La luz visible

Es la pequeña parte del espectro que detectan nuestros ojos, de unos 400 nm (violeta) a 700 nm (rojo); $1 \text{ nm} = 10^{-9}$ m.

• La luz roja tiene la mayor longitud de onda y la menor frecuencia y energía.
• La luz violeta tiene la menor longitud de onda y la mayor frecuencia y energía.

La luz blanca del Sol es una mezcla de todos los colores: al pasar por un prisma se separa en el arcoíris (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta). Nuestros ojos son más sensibles al amarillo verdoso; por eso en algunos aeropuertos los camiones de bomberos se pintan de ese color.

Para ver un objeto necesitamos luz: los objetos luminosos (el Sol, un foco, una vela) la emiten, y los demás solo se ven porque reflejan la luz que les llega.

Otros animales ven otras ondas (página 324)

Las abejas ven la luz ultravioleta; las serpientes y los mosquitos detectan el infrarrojo que emiten los cuerpos calientes de sus presas; los perros distinguen menos colores que nosotros.

Comprueba lo aprendido

1. ¿Qué tienen en común la luz visible y las ondas de radio?Ver respuestaOcultar respuesta

Las dos son ondas electromagnéticas: viajan a la velocidad de la luz y no necesitan un medio. Solo difieren en su longitud de onda y su frecuencia.

2. ¿Qué tiene más energía, la luz roja o la violeta?Ver respuestaOcultar respuesta

La violeta, porque tiene mayor frecuencia.

3. Un horno de microondas usa ondas de 2.45 GHz. ¿Cuál es su longitud de onda?Ver respuestaOcultar respuesta

$\lambda = \dfrac{3 \times 10^8}{2.45 \times 10^9} \approx 0.12$ m $= 12$ cm.

4. ¿Qué tipo de onda usa el control remoto de la televisión?Ver respuestaOcultar respuesta

Infrarroja.

Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:

Ejercicios resueltos de electricidad y magnetismo

Temas relacionados: electromagnetismo y telescopios en otras longitudes de onda en el curso de Saberes y pensamiento científico 2.

Referencias

• Secretaría de Educación Pública (2025). Colección Sk’asolil. Saberes y pensamiento científico. Segundo grado. SEP, pp. 320-325.
• Hewitt, P. G. (2007). Física conceptual. Pearson.

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