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Ciencias Naturales 10° · 2025
Libro de Ciencias Naturales 10 EGB

Ministerio de Educación del Ecuador

207/222

Tipos de radiaciones del espectro electromagnético

📄 teoria ciencias-naturales 🎓 secundaria · 10° EGB Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

  1. Se ve un arcoíris tras una lluvia con sol: las gotas dispersan la luz en rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. 2. La luz visible es no ionizante (baja energía); los rayos cósmicos son ionizantes y dañan el ADN. Tardanza de la luz: ≈ 8 min 20 s.
📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 207

Ciencias Naturales 10° · 2025

1
Ejercicio 1

Saberes previos: ¿Bajo qué circunstancias has visto un arcoíris? ¿Qué colores tiene?

  1. Un arcoíris se observa cuando el Sol alumbra mientras llueve: la luz blanca del Sol entra en las gotas de agua suspendidas en el aire.
  2. Al entrar en la gota, la luz se refracta (cambia de dirección), se refleja en la cara interna de la gota y vuelve a refractarse al salir.
  3. Cada color tiene una longitud de onda distinta, por lo que se desvía un ángulo distinto: el rojo el menor ángulo y el violeta el mayor. Esto se llama dispersión de la luz.
  4. El espectro observable está formado por siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
  5. Condición de observación: el observador debe tener el Sol a sus espaldas y las lluvias frente a él, generalmente en las primeras horas de la tarde o al amanecer.
Respuesta

Se ve un arcoíris cuando la luz solar atraviesa gotas de agua (tras una lluvia con Sol), que la dispersan en sus siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.

2
Ejercicio 2

Desequilibrio cognitivo: ¿Por qué algunas radiaciones, como la luz visible, no nos afectan, mientras que otras, como los rayos cósmicos, nos producen daño?

  1. Las radiaciones se clasifican según su longitud de onda y su frecuencia; a menor longitud de onda y mayor frecuencia, mayor energía de cada fotón.
  2. La energía de un fotón se calcula con E = h \cdot \nu, donde h es la constante de Planck y \nu la frecuencia: al aumentar \nu, aumenta E.
  3. La luz visible tiene longitud de onda grande (\lambda \approx 400\text{--}700 \, \text{nm}) y baja frecuencia; sus fotones no tienen energía suficiente para arrancar electrones de los átomos: son radiaciones no ionizantes y su efecto sobre los seres vivos es mínimo.
  4. Los rayos cósmicos, los rayos gamma, los rayos X y los ultravioleta de alta penetración tienen longitudes de onda muy cortas y frecuencias altísimas: son radiaciones ionizantes.
  5. Al ionizar, rompen enlaces químicos, dañan el ADN y alteran las células, causando daños irreversibles o la muerte de los seres vivientes.
  6. Por eso la Tierra se protege con el campo magnético generado por el núcleo terrestre (barrera que filtra la radiación solar excesiva y la proveniente de la Vía Láctea) y con la capa de ozono, que filtra los rayos ultravioleta nocivos.

Nota de verificación de los datos del texto: la distancia Sol–Tierra es de 150 \, \text{millones de km} y la velocidad de la luz es 300 \, 000 \, \text{km/s}:

t = \frac{d}{v} = \frac{150 \, 000 \, 000 \, \text{km}}{300 \, 000 \, \text{km/s}} = 500 \, \text{s} = 8 \, \text{min} \, 20 \, \text{s}

valor compatible con los "8 minutos y 30 segundos" del texto y con los 499 segundos-luz de la figura (≈ 8 min 19 s).

Respuesta

Porque la luz visible es una radiación no ionizante de baja frecuencia y baja energía, mientras que los rayos cósmicos son radiaciones ionizantes de longitud de onda muy corta y alta energía, capaces de romper enlaces químicos y dañar el ADN.

Contenido de la página

Tema 4 — Tipos de radiaciones del espectro electromagnético

Saberes previos: ¿Bajo qué circunstancias has visto un arcoíris? ¿Qué colores tiene?

Desequilibrio cognitivo: ¿Por qué algunas radiaciones, como la luz visible, no nos afectan, mientras que otras radiaciones, como los rayos cósmicos, nos producen daño?

La energía lumínica emitida por el Sol recorre 300\,000 km en cada segundo. Llega a la Tierra luego de 8 minutos y medio.

Las radiaciones son una forma de expresión de la energía, y al conjunto de radiaciones se lo conoce como energía radiante. La fuente de energía radiante principal de nuestro planeta proviene directamente del Sol, pues en él se producen reacciones de fusión nuclear de los átomos de hidrógeno. Producto de estas reacciones nucleares, se desprende la energía radiante que viaja a través del espacio y llega a la Tierra en 8 minutos y 30 segundos. En efecto, la luz del Sol recorre 150 millones de kilómetros a la velocidad de 300 000 kilómetros por segundo.

Figura: la distancia entre la Tierra y el Sol es de 1 unidad astronómica = 499 segundos-luz.

El espectro de las radiaciones

Principales longitudes de onda del espectro electromagnético: se observan las ondas de radio, que tienen una longitud grande; una pequeña parte ampliada corresponde a las ondas de luz visible; luego siguen longitudes de onda cada vez más cortas y penetrantes, como los rayos X y los rayos cósmicos, que causan daños irreversibles en los seres vivos.

Las radiaciones del espectro electromagnético o energías radiantes son muy variadas y se diferencian por su longitud de onda y frecuencia. Existen radiaciones de muy alta energía que, si llegaran directamente a nuestro planeta, producirían la muerte de los seres vivientes: rayos cósmicos, rayos gamma, rayos X y rayos ultravioleta de alta penetración. Afortunadamente, la Tierra tiene medios de protección: el campo magnético generado por el núcleo terrestre, que forma una barrera y filtra el exceso de radiación solar y la radiación proveniente de otros lugares de la Vía Láctea; y la capa de ozono, que filtra los rayos ultravioleta nocivos para la vida.

Las ondas de alto poder de penetración son energía ionizante e incompatibles con la vida. Las ondas de bajo poder de penetración son energías no ionizantes, con efecto mínimo en los seres vivos: ondas de radio, de televisión y luz visible, entre otras.

Orden del espectro (de menor a mayor frecuencia): ondas de radio → microondas → infrarrojos → luz visible → ultravioleta → rayos X → rayos gamma.

Ejemplos resueltos

Calcular cuánto tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra, sabiendo que la distancia es de 150 millones de km y la velocidad de la luz es 300 000 km/s.

  1. Datos: d = 150\,000\,000\,\text{km}, v = 300\,000\,\text{km/s}.
  2. Fórmula: t = \dfrac{d}{v}.
  3. Sustitución: t = \dfrac{150\,000\,000}{300\,000} = 500\,\text{s}.
  4. Conversión: 500\,\text{s} \div 60 = 8\,\text{min}\,20\,\text{s}, es decir, unos 8 minutos y medio. Respuesta: t \approx 8\,\text{min}\,20\,\text{s} (≈ 499–500 segundos-luz).

Tablas (2)

Radiación Longitud de onda Energía Efecto en los seres vivos
Ondas de radio / TV Muy grande Baja (no ionizante) Efecto mínimo
Luz visible 400–700 nm Baja (no ionizante) Permite la visión
Infrarrojos Grande Baja (no ionizante) Sensación de calor
Ultravioleta Corta Alta Quemaduras; filtrada por el ozono
Rayos X Muy corta Muy alta (ionizante) Daño celular
Rayos gamma y cósmicos Extremadamente corta Extremadamente alta (ionizante) Daños irreversibles
Dato del texto Valor
Distancia Sol–Tierra 150 000 000 km = 1 UA
Velocidad de la luz 300 000 km/s
Tiempo de viaje 500 s ≈ 8 min 20 s (texto: 8 min 30 s)
Distancia en segundos-luz 499 s-luz

Diagrama

graph LR
  A[Ondas de radio] --> B[Microondas]
  B --> C[Infrarrojos]
  C --> D[Luz visible]
  D --> E[Ultravioleta]
  E --> F[Rayos X]
  F --> G[Rayos gamma]
  A ---|longitud de onda grande, no ionizante| D
  F ---|longitud de onda pequeña, ionizante| G

Fórmulas y ecuaciones

v = d/t (velocidad de la luz = 300 000 km/s)

d = v \times t (150 millones de km en 500 s)

E = h \nu (energía del fotón proporcional a la frecuencia)

v = \frac{d}{t}

t = \frac{d}{v} = \frac{150\,000\,000\,\text{km}}{300\,000\,\text{km/s}} = 500\,\text{s}

E = h\cdot\nu

1\,\text{UA} \approx 150\,000\,000\,\text{km} = 499\,\text{s-luz}

Glosario (7)

Energía radiante
Conjunto de radiaciones mediante las cuales se transmite la energía a través del espacio, incluida la luz.
Longitud de onda
Distancia entre dos crestas consecutivas de una onda; determina el tipo de radiación y su energía.
Radiación ionizante
Radiación de alta energía capaz de arrancar electrones de los átomos, rompiendo enlaces químicos.
Radiación no ionizante
Radiación de baja energía que no arranca electrones y tiene efecto mínimo en los seres vivos.
Unidad astronómica (UA)
Distancia media entre la Tierra y el Sol, equivalente a unos 150 millones de kilómetros o 499 segundos-luz.
Segundo-luz
Distancia que recorre la luz en el vacío en un segundo: 300 000 km.
Fusión nuclear
Reacción en la que núcleos ligeros (hidrógeno) se unen liberando enorme cantidad de energía, como en el Sol.

Preguntas para practicar

¿Bajo qué circunstancias has visto un arcoíris? ¿Qué colores tiene?

Se ve cuando el Sol alumbra mientras llueve, con el sol a las espaldas. Las gotas de agua dispersan la luz blanca y se distinguen siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.

¿Por qué algunas radiaciones, como la luz visible, no nos afectan, mientras que otras, como los rayos cósmicos, nos producen daño?

Porque la luz visible es una radiación no ionizante de baja frecuencia y baja energía, mientras que los rayos cósmicos son radiaciones ionizantes de longitud de onda muy corta que rompen enlaces químicos y dañan el ADN. La Tierra se protege con el campo magnético y la capa de ozono.

Temas y conceptos clave

Tipos de radiaciones del espectro electromagnéticoEl espectro de las radiacionesRadiaciones ionizantes y no ionizantesProtección de la Tierra contra la radiaciónenergía radiantefusión nuclearlongitud de ondafrecuenciaespectro electromagnéticoenergía ionizanteenergía no ionizantecampo magnético terrestrecapa de ozonounidad astronómicasegundos-luz
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Figuras de la página (1)

Recuadro «Desequilibrio cognitivo» sobre por qué la luz visible no daña y los rayos cósmicos sí.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la energía radiante y de dónde proviene?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué diferencia hay entre radiación ionizante y no ionizante?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo protege la Tierra a los seres vivos de la radiación solar?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Concepto de energía y sus formas
  • • Nociones de luz, reflexión y refracción
  • • Idea de velocidad, distancia y tiempo (v = d/t)
  • • Estructura del átomo y electrones
Siguiente tema sugerido
Uso de los instrumentos de medida y la tecnología en la observación del cielo y la radiación solar
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Tema 4

© Saberes previos

¿Bajo qué circunstancias has visto un arcoíris? ¿Qué colores tiene?

A Desequilibrio cognitivo

¿Por qué algunas radiaciones, como la luz visible, no nos afec- tan, mientras que otras radiacio- nes, como los rayos cósmicos, nos producen daño?

La energía lumínica emitida por el Sol recorre 300 000 km en cada segundo. Llega a la Tierra luego de 8 minutos y medio,

Y Principales longitudes de onda del espectro electromagnético. Se observan las ondas de radio, que tienen una longitud grande. También se aprecia Una pequeña parte del espectro electromagnético ampliado, correspondiente a ondas de luz visible. Luego están las longitudes de onda cada vez más cortas y penetrantes, como los rayos X y los rayos cósmicos, que causan daños irreversibles en los seres vivos.

Ondas de radio

@

= me

Tipos de radiaciones del espectro electromagnético

Las radiaciones son una forma de expresión de la energía, y al conjunto de radiaciones se lo conoce como energía radiante. La fuente de energía radiante principal de nuestro planeta proviene directamente del Sol, pues en este se producen reacciones de fusión nuclear de los átomos de hi- drógeno. Producto de estas reacciones nucleares, se desprende la energía radiante que viaja a través del espacio, y llega a la Tierra en 8 minutos y 30 segundos. En efecto la luz del Sol recorre 150 millones de kilómetros a la velocidad de 300 000 kilómetros por segundo, para llegar a nosotros.

El espectro de las radiaciones

Las radiaciones del espectro electromagnético o energías radiantes son muy variadas, y se diferencian por su longitud de onda y frecuencia. Así, existen radiaciones de muy alta energía, tanto que si llegaran directamente a nuestro planeta, producirían la muerte de los seres vivientes. Entre este tipo de radiaciones están los rayos cósmicos, los rayos gamma, los rayos X, y los rayos ultravioleta de alta penetración. Afortunadamente, la Tierra tie- ne medios de protección frente a este tipo de radiaciones con longitudes de onda letales: por ejemplo, el campo magnético generado por el núcleo terrestre, que forma una barrera y filtra el exceso de radiación solar y la ra- diación que proviene de otros lugares de la Vía Láctea. Además está la capa de ozono, que filtra los rayos ultravioleta, nocivos para la vida.

Las ondas de alto poder de penetración, como las anteriormente citadas, son consideradas ondas de energía ionizante, y son incompatibles con la vida. En cambio, las ondas de bajo poder de penetración se denominan energías no ionizantes, y tienen un efecto mínimo en los seres vivos; en estas últimas se encuentran las conocidas ondas de radio, de televisión, de la luz visible, entre otras.

Espectro electromagnético

Infrarrojos Ultravioleta Rayos X Rayos gamma

——_

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