Libro de Saberes y Pensamiento Cientifico 2

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Ondas electromagnéticas y espectro electromagnético

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La luz es una onda electromagnética formada por campos eléctrico y magnético. El espectro electromagnético ordena las ondas por longitud de onda y frecuencia, desde radio hasta rayos gamma.

📚 theory fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 321

Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Telesecundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Ejercicio 1

Contenido de la página

La página es teórica y no plantea ejercicios. Se explica el origen de la luz como onda electromagnética, sus componentes (campo eléctrico y campo magnético) y el espectro electromagnético.

Ejercicio 1

¿Qué es una onda electromagnética?

La luz se origina por el movimiento acelerado de los electrones. Una onda electromagnética está formada por un campo eléctrico y un campo magnético que oscilan perpendicularmente entre sí y transportan energía. En la figura, el campo eléctrico se representa con flechas verticales y el campo magnético con flechas horizontales; ambos avanzan en la dirección de propagación de la onda.

Ejercicio 2

Tipos de ondas electromagnéticas

Existen muchas clases: ondas de radio y televisión, telefonía móvil, radiación infrarroja, radar, rayos ultravioleta, microondas, rayos X y rayos gamma. La luz visible es la única que el ojo humano percibe. Todas viajan a la velocidad de la luz y no se pueden observar directamente salvo la luz visible.

Ejercicio 3

Espectro electromagnético

El conjunto de todas las ondas electromagnéticas se llama espectro electromagnético. Se ordena de forma continua según su longitud de onda ( $\lambda$ , en metros) y su frecuencia ( $f$ , en hertz, Hz). La frecuencia es el número de vibraciones por segundo.

El espectro comienza con las ondas de radio (longitud de onda grande, frecuencia baja) y termina con los rayos gamma (longitud de onda muy pequeña, frecuencia alta). Todas las ondas del espectro se propagan con la misma rapidez: la velocidad de la luz, $c \approx 3 \times 10^{8} \, \text{m/s}$ .

Ejercicio 4

Ejemplos numéricos del texto

Ondas de radio: $\lambda \approx 1000 \, \text{m}$ (tamaño de edificios), $f \approx 10^{4} \, \text{Hz}$ .
Microondas: $\lambda \approx 0.02 \, \text{m} = 10^{-2} \, \text{m}$ (tamaño de una abeja), $f \approx 10^{10} \, \text{Hz}$ .
Infrarrojo: $\lambda \approx 10^{-5} \, \text{m}$ (tamaño de la punta de una aguja).
Rayos gamma: $\lambda$ del tamaño de un átomo, frecuencia muy alta.

Respuesta orientativa: La luz es una onda electromagnética porque está formada por campos eléctrico y magnético que oscilan y transportan energía; el espectro electromagnético ordena todas las ondas según su longitud de onda y frecuencia, desde las ondas de radio hasta los rayos gamma.

Contenido de la página

Ondas electromagnéticas

La luz se origina con el movimiento acelerado de los electrones que forman una onda electromagnética, la cual involucra a campos eléctricos y magnéticos que transportan energía, como se muestra en la siguiente figura:

[Figura: onda electromagnética con campo eléctrico vertical, campo magnético horizontal y dirección de avance de la onda]

Existen diferentes tipos de ondas electromagnéticas, un ejemplo de ellas es la de la luz, la cual es la única que los humanos ven. Otros ejemplos son: las ondas de radio y televisión, las de telefonía móvil, las de radiación infrarroja, las de radar, los rayos ultravioleta, las microondas, los rayos X, los rayos gamma, entre otras. Las ondas anteriores no se pueden observar y una de sus características es que viajan a la velocidad de la luz.

El conjunto de ondas electromagnéticas se conoce como espectro electromagnético. Está constituido por ondas electromagnéticas con diferentes longitudes, llamadas longitud de onda, medida en metros (m), y frecuencia (f), que es el número de vibraciones de la onda por segundo, medida en hertz (Hz).

El espectro es una línea continua de diferentes longitudes de onda y frecuencia que empieza en las ondas de radio y termina con los rayos gamma. Las ondas del espectro electromagnético se propagan con la misma rapidez. Algunos ejemplos son los siguientes: las ondas de radio tienen una longitud amplia, del orden de 1000 m (del tamaño de muchos edificios) y una frecuencia baja, que es el número de veces que se repite por segundo, de $10^{4}$ Hz. Las microondas tienen una longitud del orden de 0.02 m ( $10^{-2}$ m) del tamaño de una abeja, mientras que su frecuencia es de $10^{10}$ Hz. El infrarrojo, de $10^{-5}$ m, del tamaño de la punta de una aguja, y así hasta los rayos gamma, con una longitud del tamaño de un átomo y con una frecuencia de vibración alta.

Ejemplos resueltos

Las ondas de radio tienen una longitud de onda del orden de $1000 \, \text{m}$ y una frecuencia de $10^{4} \, \text{Hz}$ . Verifica que su producto se aproxima a la velocidad de la luz.

Usamos la relación $c = \lambda f$ .
Sustituimos: $c = (1000 \, \text{m})(10^{4} \, \text{Hz})$ .
Multiplicamos: $c = 10^{7} \, \text{m/s}$ .
Comparamos con $c \approx 3 \times 10^{8} \, \text{m/s}$ ; el valor es del mismo orden de magnitud, lo que confirma la relación.

Las microondas tienen $\lambda = 0.02 \, \text{m}$ y $f = 10^{10} \, \text{Hz}$ . Calcula su velocidad de propagación.

Aplicamos $c = \lambda f$ .
Sustituimos: $c = (0.02 \, \text{m})(10^{10} \, \text{Hz})$ .
Multiplicamos: $c = 2 \times 10^{8} \, \text{m/s}$ .
El resultado es cercano a la velocidad de la luz, $3 \times 10^{8} \, \text{m/s}$ .

Tabla

Tipo de onda	Longitud de onda aproximada	Frecuencia aproximada
Ondas de radio	$1000 \, \text{m}$	$10^{4} \, \text{Hz}$
Microondas	$0.02 \, \text{m} = 10^{-2} \, \text{m}$	$10^{10} \, \text{Hz}$
Infrarrojo	$10^{-5} \, \text{m}$	No indicada
Rayos gamma	Tamaño de un átomo	Muy alta

Diagrama

graph LR
  A[Ondas de radio] --> B[Microondas]
  B --> C[Infrarrojo]
  C --> D[Luz visible]
  D --> E[Ultravioleta]
  E --> F[Rayos X]
  F --> G[Rayos gamma]
  A -- mayor longitud de onda, menor frecuencia --> G

Fórmulas y ecuaciones

c = $\lambda$ f

$\lambda$ = $\frac{c}{f}$

f = $\frac{c}{\lambda}$

Glosario (5)

Onda electromagnética: Perturbación formada por campos eléctrico y magnético que se propaga transportando energía.
Longitud de onda: Distancia entre dos puntos equivalentes consecutivos de una onda; se mide en metros (m).
Frecuencia: Número de vibraciones o ciclos por segundo; se mide en hertz (Hz).
Espectro electromagnético: Conjunto ordenado de todas las ondas electromagnéticas según su longitud de onda y frecuencia.
Hertz (Hz): Unidad de frecuencia equivalente a una vibración por segundo.

Preguntas para practicar

¿Por qué la luz se considera una onda electromagnética?

Porque se origina por el movimiento acelerado de electrones y está formada por campos eléctrico y magnético que oscilan y transportan energía. Además, viaja a la velocidad de la luz y no necesita un medio material para propagarse.

¿Qué relación existe entre la longitud de onda y la frecuencia en el espectro electromagnético?

Son inversamente proporcionales: a mayor longitud de onda, menor frecuencia, y viceversa. Esta relación se expresa con $c = \lambda f$, donde $c$ es la velocidad de la luz.

Temas y conceptos clave

Ondas electromagnéticasEspectro electromagnéticoLongitud de onda y frecuenciaOnda electromagnéticaCampo eléctricoCampo magnéticoLongitud de ondaFrecuenciaEspectro electromagnéticoVelocidad de la luz

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Figuras de la página (1)

Esquema de una onda electromagnética: el campo eléctrico se representa con flechas verticales, el campo magnético con flechas horizontales y una flecha indica la dirección de avance de la onda. — Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué diferencia hay entre longitud de onda y frecuencia?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué la luz es una onda electromagnética?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cuál es el orden del espectro electromagnético?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de onda
• Movimiento de electrones
• Unidades de medida (metro, hertz)

Siguiente tema sugerido

Propiedades de las ondas electromagnéticas y aplicaciones tecnológicas

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1798 caracteres

Ondas electromagnéticas

La luz se origina con el movimiento acelerado de los electrones que forman una onda electromagnética, la cual involucra a campos eléctricos y magnéticos que transportan energia, como se muestra en la siguiente figura:

El conjunto de ondas electromagnéticas se conoce como espectro electromagnético. Está constituido por ondas electromagnéticas con diferentes longitudes, lamadas longitud de onda, medida en metros (m), y frecuencia (f), que es el número de vibraciones de la onda por segundo, medida en hertz (Hz).

El espectro es una linea continua de diferentes longitudes de onda y frecuencia que empieza en las ondas de radio y termina con los rayos gamma. Las ondas del espectro electromagnético se propagan con la misma rapidez. Algunos ejemplos son los siguientes: las ondas de radio tienen una longitud amplia, del orden de 1 000 m (del tamano de muchos edificios) y una frecuencia baja,que es el número de veces que se repite por segundo, de 104 Hz. Las microondas tienen una longitud del orden de 0.02 m (10-2 m) del tamano de una abeja, mientras que su frecuencia es de 1 010 Hz.El infrarrojo, de 10-5 m, del tamano de la punta de una aguja, y asíhasta los rayos gamma, con una longitud del tamano de un átomo y con una frecuencia de vibración alta.

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