El espectro electromagnético y la luz visible
Respuesta rápida
La longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales. En el visible, el rojo tiene menor frecuencia y energía; el violeta, mayor frecuencia y energía.
Solución — Página 322
Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Telesecundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026
Análisis del esquema del espectro electromagnético
El esquema muestra los distintos tipos de ondas electromagnéticas ordenadas de mayor a menor longitud de onda (y de menor a mayor frecuencia).
- Se observa que la longitud de onda disminuye de izquierda a derecha: desde 10^{3}\,\text{m} (radio) hasta 10^{-12}\,\text{m} (rayos gamma).
- La frecuencia aumenta en el mismo sentido: desde 10^{4}\,\text{Hz} (radio) hasta 10^{20}\,\text{Hz} (rayos gamma).
- Por lo tanto, se cumple la relación inversa: a menor longitud de onda, mayor frecuencia.
Respuesta: El esquema confirma que la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales.
Luz visible
La luz visible ocupa una pequeña franja del espectro, entre el infrarrojo y el ultravioleta.
- La luz roja tiene la frecuencia mínima y la longitud de onda máxima dentro del visible; por ello transporta menor energía.
- La luz violeta tiene la frecuencia máxima y la longitud de onda mínima; por ello es la más energética.
- La luz verde se encuentra entre ambas.
Respuesta: Dentro del espectro visible, el rojo es menos energético y el violeta más energético.
Relación cuantitativa
La energía de un fotón se relaciona con la frecuencia mediante:
E = h \cdot f
donde h = 6.626 \times 10^{-34}\,\text{J}\cdot\text{s} es la constante de Planck.
Como f = \frac{c}{\lambda}, sustituyendo:
E = \frac{h \cdot c}{\lambda}
Respuesta: A mayor frecuencia (menor longitud de onda), mayor energía.
Contenido de la página
Con lo anterior, se puede generalizar que al disminuir la longitud de onda aumenta la frecuencia.
En el siguiente esquema, se ilustran los tamaños de las ondas:
| Longitud de onda (m) | Radio | Microondas | Infrarrojas | Visible | Ultravioleta | Rayos X | Rayos gamma |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10^{3} | 10^{-2} | 10^{-5} | 10^{-6} | 10^{-8} | 10^{-10} | 10^{-12} | |
| Escala comparativa | Humanos | Moscas | Agujas | Bacterias | Moléculas | Átomos | Núcleo atómico |
| Frecuencia (Hz) | 10^{4} | 10^{8} | 10^{12} | 10^{15} | 10^{16} | 10^{18} | 10^{20} |
Luz visible
La luz visible es una forma de energía electromagnética que los ojos humanos perciben y procesan. Se encuentra en el espectro electromagnético, entre las longitudes de onda del infrarrojo y el ultravioleta. La luz visible permite ver los objetos gracias a su manera de propagarse y a la energía que transporta. La luz de frecuencia mínima y longitud máxima es la roja, visible, con una energía baja; después se encuentra la verde y así sucesivamente. Las frecuencias máximas de la luz visible son violetas, su longitud es mínima y su frecuencia alta, por lo que son más energéticas.
Ejemplos resueltos
Si la longitud de onda de una onda de radio es 10^{3}\,\text{m} y la de los rayos gamma es 10^{-12}\,\text{m}, ¿cómo se comparan sus frecuencias?
Como f = \frac{c}{\lambda}, a mayor longitud de onda menor frecuencia. La onda de radio tiene longitud 10^{3}\,\text{m} y los rayos gamma 10^{-12}\,\text{m}. Por lo tanto, los rayos gamma tienen una frecuencia mucho mayor que las ondas de radio.
Tabla
| Longitud de onda (m) | Radio | Microondas | Infrarrojas | Visible | Ultravioleta | Rayos X | Rayos gamma |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10^{3} | 10^{-2} | 10^{-5} | 10^{-6} | 10^{-8} | 10^{-10} | 10^{-12} | |
| Escala comparativa | Humanos | Moscas | Agujas | Bacterias | Moléculas | Átomos | Núcleo atómico |
| Frecuencia (Hz) | 10^{4} | 10^{8} | 10^{12} | 10^{15} | 10^{16} | 10^{18} | 10^{20} |
Diagrama
graph LR
A[Longitud de onda] -->|disminuye| B[Frecuencia]
B -->|aumenta| C[Energía]
Fórmulas y ecuaciones
E = h \cdot f
f = \frac{c}{\lambda}
E = h \cdot f
f = \frac{c}{\lambda}
E = \frac{h \cdot c}{\lambda}
Glosario (4)
- Longitud de onda
- Distancia entre dos crestas consecutivas de una onda.
- Frecuencia
- Número de oscilaciones por segundo, medida en hercios (Hz).
- Espectro electromagnético
- Conjunto ordenado de todas las ondas electromagnéticas según su longitud de onda o frecuencia.
- Luz visible
- Rango del espectro electromagnético que el ojo humano puede percibir.
Preguntas para practicar
¿Por qué la luz violeta es más energética que la luz roja?
Porque la energía de un fotón es directamente proporcional a su frecuencia ($E = h \cdot f$). La luz violeta tiene mayor frecuencia y menor longitud de onda que la roja, por lo que transporta más energía.
¿Qué aplicaciones tienen las ondas electromagnéticas en la vida diaria?
Las ondas de radio se usan en comunicaciones; las microondas en hornos y telefonía; los infrarrojos en controles remotos y visión nocturna; los rayos X en medicina; los rayos gamma en radioterapia. Cada tipo de onda tiene aplicaciones según su energía y frecuencia.
Temas y conceptos clave
Figuras de la página (1)
Preguntas que la gente también hace
¿Qué relación existe entre la longitud de onda y la frecuencia?
¿Por qué la luz violeta es más energética que la roja?
¿Qué tipos de ondas forman el espectro electromagnético?
- • Concepto de onda
- • Unidades de longitud y frecuencia
- • Notación científica
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1638 caracteres
Con lo anterior, se puede generalizar que al disminuir la longitud de onda aumenta la frecuencia.
En el siguiente esquema, se ilustran los tamanos de las ondas:
Luz visible
La luz visible es una forma de energía electromagnética que los ojos humanos perciben y procesan. Se encuentra en el espectro electromagnético, entre las longitudes de onda del infrarrojo y el ultravioleta. La luz visible permite ver los objetos gracias a su manera de propagarse y a la energia que transporta. La luz de frecuencia mínima y longitud máxima es la roja, visible, con una energía baja; después se encuentra la verde y así sucesivamente. Las frecuencias máximas de la luz visible son violetas, su longitud es mínima y su frecuencia alta, por lo que son más energéticas.
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| Longitud de onda(m) | Radio | Microondas | Infrarrojas | Visible | Ultravioleta | RayosX | Rayos gamma |
| 10{3</td><td>10{ | 105 | 10</td><td>108</td><td>10</td><td>102 | |||||
| Humanos | Moscas | Agujas | Bacterias | Moléculas | Atomos | Núcleo atómico | |
| Frecuencia (Hz) | |||||||
| 104 | 10</td><td colspan="3">10² | ||||||
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