Ondas electromagnéticas y espectro electromagnético | Física | Khan Academy en Español — Transcript

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1. 0:03ustedes saben que si tienen una carga
2. 0:05positiva que se encuentra en el espacio
3. 0:08va a crear un campo eléctrico y este
4. 0:11campo eléctrico va a radiar hacia fuera
5. 0:14una onda de la carga positiva y quizás
6. 0:17sepan que si tienen una corriente a
7. 0:19través de un alambre esta corriente va a
8. 0:22crear un campo magnético y este campo
9. 0:24magnético se va a envolver alrededor del
10. 0:27alambre y se va a ver más o menos así
11. 0:30pero las personas comenzaron a darse
12. 0:32cuenta de que hay otra manera de crear
13. 0:34un campo magnético además de tener una
14. 0:36corriente fluyendo y que también hay
15. 0:39otra forma de tener un campo eléctrico
16. 0:42además de tener cargas en el espacio
17. 0:45resulta que si tenemos un campo
18. 0:47eléctrico
19. 0:49cambiante en alguna Región del
20. 0:52espacio Incluso si esta región no tiene
21. 0:55ninguna corriente en ella por el hecho
22. 0:57de que hay un cambio en el campo elé
23. 1:01Esto va a inducir o a crear un campo
24. 1:04magnético Aquí hay una manera de crear
25. 1:07un campo magnético del que no se
26. 1:09necesita corriente solo requiere un
27. 1:12cambio en el campo eléctrico de esa
28. 1:14región y las personas también comenzaron
29. 1:17a darse cuenta de que si tenemos un
30. 1:20campo magnético cambiante Esto va a
31. 1:23crear un campo eléctrico y un físico
32. 1:26escocés muy inteligente llamado James
33. 1:29clerk Max well se dio cuenta de que si
34. 1:32esto es cierto que un campo eléctrico
35. 1:34cambiante puede crear un campo magnético
36. 1:37y a su vez que un campo magnético
37. 1:39cambiante puede crear un campo eléctrico
38. 1:42el que a su vez puede crear un campo
39. 1:44magnético Y así sucesivamente pues
40. 1:47podremos crear pues podemos crear una
41. 1:49reacción en cadena que puede propagarse
42. 1:52como una onda Tendremos una onda de
43. 1:55Campos magnéticos y eléctricos que puede
44. 1:58viajar hacia fuera y tener una
45. 2:00existencia independiente de la corriente
46. 2:03o carga que los originó Cómo creamos un
47. 2:07cambio en el campo eléctrico tomamos
48. 2:09esta carga y la vamos moviendo de arriba
49. 2:11a
50. 2:12abajo esto parece una antena tendremos
51. 2:16esta antena que va a estar cambiando
52. 2:17este campo eléctrico y Esto va a crear
53. 2:20un campo magnético que se va a propagar
54. 2:22hacia fuera y de forma similar si
55. 2:25tenemos una corriente Cómo podemos crear
56. 2:28un campo magnético cambiante pues
57. 2:30cambiando el sentido de la corriente una
58. 2:32y otra vez Esto va a crear un campo
59. 2:34magnético cambiante que va a crear un
60. 2:37campo eléctrico y se puede propagar
61. 2:40hacia fuera y ahora esta onda Va a tener
62. 2:43su existencia independiente y va a
63. 2:46seguir moviéndose hacia delante a cierta
64. 2:48velocidad y a esto le llamamos ondas
65. 2:51electromagnéticas Electro porque tiene
66. 2:54Campos eléctricos magnética porque tiene
67. 2:57Campos magnéticos y onda porque se paga
68. 3:00hacia fuera siguiendo la ecuación de las
69. 3:02ondas de manera similar a las otras
70. 3:04ondas que ya hemos visto pero hay una
71. 3:07diferencia estas ondas no necesitan un
72. 3:11medio para propagarse pueden viajar por
73. 3:14el vacío no se necesitan partículas de
74. 3:17algo aquí para que esta onda se pueda
75. 3:19mover se pueden propagar en el vacío lo
76. 3:22que es bastante extraño ya que aquí lo
77. 3:25único que se está moviendo o que está
78. 3:27oscilando es el valor de los campos
79. 3:30eléctrico y magnético como dibujo de
80. 3:32onda electromagnética Este dibujo está
81. 3:34muy feo una onda electromagnética luce
82. 3:37más o menos así las líneas amarillas
83. 3:39representan al campo magnético y su
84. 3:42dirección es hacia arriba y hacia abajo
85. 3:45apuntan hacia arriba y hacia abajo no es
86. 3:48que salgan hacia arriba o salgan hacia
87. 3:50abajo lo dibujo de esta manera pero no
88. 3:52es exactamente así cómo se comportan lo
89. 3:55que trato de decir es que este punto de
90. 3:57aquí no significa que tenga un campo
91. 4:00magnético que vaya así hacia fuera
92. 4:02simplemente tiene su dirección así y lo
93. 4:05dibujo con un vector más grande para
94. 4:07indicar que en este punto de aquí sobre
95. 4:10este eje y este eje podría ser digamos
96. 4:13que laec x por lo que en esta posi en el
97. 4:16espacio hay un campo magnético
98. 4:19relativamente más grande que apunta
99. 4:22hacia arriba y estas líneas rojas
100. 4:24representan el campo eléctrico esta
101. 4:27línea Roja de aquí representa
102. 4:30un campo eléctrico relativamente más
103. 4:32grande y el campo eléctrico está en
104. 4:35ángulo recto con el campo magnético
105. 4:37estas son perpendiculares y es así como
106. 4:40ocurre este proceso creará un campo
107. 4:42eléctrico y campo magnético
108. 4:44perpendiculares entre sí el campo
109. 4:47eléctrico apunta hacia fuera del monitor
110. 4:50creo que así es más fácil de que lo
111. 4:52visualicen estas líneas de aquí apuntan
112. 4:54hacia fuera del monitor y estas líneas
113. 4:57de aquí apuntan hacia dentro del monitor
114. 5:00esto ocurre en tres dimensiones el campo
115. 5:03eléctrico oscila hacia fuera y hacia
116. 5:06dentro del monitor el campo magnético
117. 5:08oscila hacia arriba y hacia abajo y toda
118. 5:12la onda viaja hacia la
119. 5:14derecha y sucede que la dirección de
120. 5:17todos estos elementos se encuentran en
121. 5:19ángulos rectos imaginan un diagrama
122. 5:22tridimensional x y z esta será la
123. 5:25dirección de la velocidad de la onda
124. 5:28aunque no tiene que apuntar en esta
125. 5:30dirección pero imaginen que tenemos la
126. 5:32velocidad en una dirección el campo
127. 5:34magnético estará en esta otra dirección
128. 5:36en y y el campo eléctrico en otra
129. 5:38dirección perpendicular a las otras dos
130. 5:41en Z estas tres son perpendiculares
131. 5:44entre sí la velocidad es perpendicular
132. 5:46al campo magnético y el campo magnético
133. 5:49es perpendicular al campo eléctrico la
134. 5:51velocidad a la que se mueve en estas
135. 5:53ondas es la velocidad de la luz c y C =
136. 5:583 por 10 a la 8 m por segundo debido a
137. 6:03que la luz es una onda
138. 6:05electromagnética la luz es un ejemplo
139. 6:08particular de las ondas
140. 6:10electromagnéticas pero este es solo un
141. 6:12ejemplo estas ondas electromagnéticas
142. 6:15pueden tener cualquier longitud de onda
143. 6:17por ejemplo de aquí a acá esto es la
144. 6:20Gráfica de una onda en el espacio Esto
145. 6:23va a representar la longitud de la onda
146. 6:25y las ondas pueden tener cualquier
147. 6:27longitud de onda y también pueden tener
148. 6:30cualquier frecuencia la frecuencia es la
149. 6:32taza con la cual esto cambia en el
150. 6:35tiempo tengo este punto en el espacio
151. 6:37donde hay un campo magnético va a
152. 6:39apuntar hacia arriba hacia abajo hacia
153. 6:41arriba hacia abajo y la taza con la cual
154. 6:44Esto está ocurriendo el número de
155. 6:46cambios por segundo será la frecuencia
156. 6:49Así que estas ondas pueden tener
157. 6:51cualquier frecuencia Pero hay una región
158. 6:53especial esta región es la del espectro
159. 6:56visible Esa es la región deu y
160. 6:59longitudes de onda que pueden tener las
161. 7:02ondas electromagnéticas el espectro
162. 7:04electromagnético y hay mucho que
163. 7:06aprender con respecto a este espectro
164. 7:08electromagnético ahorita lo
165. 7:10mencionaremos de manera rápida si
166. 7:12nosotros graficamos a lo largo de esta
167. 7:14línea aquí tendremos las frecuencias más
168. 7:16altas o las mayores frecuencias hacia la
169. 7:19derecha que estará en herz que es como
170. 7:22medimos las frecuencias y debido a esta
171. 7:25fórmula la velocidad de la onda es
172. 7:28lambda por f o la longitud de la onda
173. 7:31por la frecuencia si la frecuencia
174. 7:33aumenta la longitud de onda tiene que
175. 7:36decrementar así que hacia la derecha
176. 7:38tendremos menores longitudes de onda y
177. 7:41las longitudes de onda se miden en
178. 7:43metros pero cuando hablamos de la luz ya
179. 7:46que tenemos unas longitudes de onda tan
180. 7:48pequeñas normalmente aquí hablaremos de
181. 7:50nanómetros En dónde estará el espectro
182. 7:54visible Pues el espectro visible será
183. 7:56este pedacito de aquí todo esto es el
184. 8:00espectro
185. 8:03electromagnético y el espectro visible
186. 8:06está aquí esto lo que podemos ver entre
187. 8:08el rojo y el Violeta y el rojo tiene la
188. 8:12frecuencia de alrededor de 4x 10 a la 14
189. 8:16hz y el Violeta tendrá
190. 8:207.5 * 10 a la 14 herz más o menos O si
191. 8:26queremos hablar de la longitud de onda
192. 8:28el rojo tendrá 150 nanómetros
193. 8:32y el Violeta tendrá alrededor de 400
194. 8:36nanómetros
195. 8:37y recordemos que Nano se refiere a 10 a
196. 8:41la 9 Pero bueno recordemos que esta es
197. 8:44una región muy pequeña tendremos mayores
198. 8:47frecuencias al del Violeta y a estos les
199. 8:49llamamos
200. 8:51ultravioleta y sabemos que estas no son
201. 8:54buenas para nosotros no son buenas
202. 8:57porque si nos dirigimos hacia la derecha
203. 8:58donde hay mayores frecuencias resulta
204. 9:01que eso también significa que tenemos
205. 9:03una onda de mayor energía si habláramos
206. 9:06de fotones que forman esta luz hablando
207. 9:09de mecánica cuántica estos fotones
208. 9:11conforme nos vamos hacia la región de
209. 9:13mayor frecuencia van a tener mayor
210. 9:15energía lo que significa que son más
211. 9:18peligrosos ya que como tienen más
212. 9:20energía pueden transferir esta energía
213. 9:22hacia otras partes como a las células
214. 9:28dañándole tenemos bloqueador solar para
215. 9:31protegernos de los rayos ultravioleta
216. 9:33pero esta no es la frecuencia más alta
217. 9:35podemos tener ondas con mayores
218. 9:36frecuencias tenemos los rayos x los
219. 9:39rayos x tienen mayor frecuencia y por lo
220. 9:42tanto son más peligrosos Por lo cual los
221. 9:44técnicos que sacan las radiografías se
222. 9:47van detrás de un muro que los protege de
223. 9:50estos rayos ya que de otra manera está
224. 9:52recibiendo tanta cantidad de rayos x
225. 9:54cada día Les haría mucho daño pero esa
226. 9:58tampoco es la frecuencia más alta
227. 10:00tenemos algo llamado rayos Gamma y los
228. 10:03rayos Gamma tienen una cantidad
229. 10:05increíble de energía lo cual los hace
230. 10:08tremendamente peligrosos estos rayos
231. 10:10vienen del espacio o también de cierto
232. 10:13tipo de reacciones
233. 10:14nucleares y es por eso que muchas veces
234. 10:17se encuentran en los cómics que la razón
235. 10:20por la que surge algún superhéroe es
236. 10:23porque fue atravesado por rayos gam nada
237. 10:26más porque suena bastante poderoso
238. 10:28Aunque en la la realidad no transforma a
239. 10:30la gente en
240. 10:31superhéroes pero sin duda tiene mucha
241. 10:34energía y hacia abajo tenemos los
242. 10:39infrarrojos Esto está por debajo del
243. 10:42rojo esto es el infrarrojo y por debajo
244. 10:45de este tenemos las microondas y en la
245. 10:48región de las microondas tenemos muchas
246. 10:50cosas útiles están los celulares las
247. 10:53señales que están en la región de
248. 10:55microondas señales de televisión se
249. 10:58envían por el aire en la región de
250. 11:00microondas y por debajo de esta tenemos
251. 11:03las ondas de radio aún cuando
252. 11:06técnicamente hablando las regiones de
253. 11:08radio de FM se encuentran más cercanas a
254. 11:11la región de las microondas y aquí
255. 11:13tenemos al radio am las primeras ondas
256. 11:16que se usaban cuando se inventó el radio
257. 11:18las frecuencias de radio por acá son las
258. 11:21frecuencias de am y este es el espectro
259. 11:24electromagnético el rango visible es una
260. 11:26pequeña región de todo este y no podemos
261. 11:29ver nada más fuera de esta región pero
262. 11:31sin duda Esta es bastante Útil para
263. 11:34muchos casos diferentes y peligrosos Así
264. 11:37que necesitamos conocer todo el espectro
265. 11:40electromagnético