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Mis palabras

Física Luz y ondas electromagnéticas

Light and Electromagnetic Waves

La luz es una onda electromagnética: el campo eléctrico y el magnético oscilan perpendiculares al propagarse. No necesita medio y en el vacío va a unos 3×10⁸ m/s, con nombres desde rayos gamma hasta ondas de radio según la longitud de onda. La luz visible es solo una franja minúscula de ese espectro. Cambia la longitud de onda y se ve qué nombre lleva cada región del espectro.

¡La luz es una onda electromagnética!

💡 Naturaleza de la luz
①La luz es una onda donde campo eléctrico y magnético oscilan perpendicularmente
②Se propaga sin medio (en vacío c = 3×10⁸ m/s)
③Por longitud de onda hay rayos γ, X, UV, visible, IR, micro y radio
④La luz visible es una franja minúscula

Espectro electromagnético

550 nm
🌈 Rango visible
①Visible: 380 nm (violeta) a 780 nm (rojo)
②Violeta (λ corta) → más energía; rojo (λ larga) → menos
③UV: mucho más energético, quema la piel
④IR: mando a distancia, cámaras térmicas

Resumen

Tipos de ondas electromagnéticas
rayos γ
reacciones nucleares; esterilización médica
λ < 0,01 nm
rayos X
radiografías; gran penetración
0,01-10 nm
ultravioleta
esterilización, quemaduras, vitamina D
10-380 nm
luz visible
única región que detecta el ojo
380-780 nm
infrarrojo
calor, mandos a distancia, termografía
780 nm - 0,1 mm
microondas
microondas, comunicaciones
0,1 mm - 10 cm
radio
TV, radio, móviles
> 10 cm

Energía del fotón E = hf

Energía del fotón
E = hf = h cλ
h = 6,63×10⁻³⁴ J·s; c = 3×10⁸ m/s
✨ Dualidad onda-partícula
①La luz es onda (interferencia, difracción) y partícula (efecto fotoeléctrico)
②Efecto fotoeléctrico: la luz arranca electrones de un metal
③Por debajo de la frecuencia umbral no salen electrones, por intensa que sea
④La luz actúa con paquetes de energía hf (fotones)
⑤Einstein recibió el Nobel (1921) por explicarlo

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1
¿Cuál es la longitud de onda de una luz de frecuencia 5×10¹⁴ Hz en el vacío? (c = 3×10⁸ m/s)
1
De c = fλ, λ = c/f.
λ = cf
2
Sustituye c = 3×10⁸, f = 5×10¹⁴.
λ = 3×1085×1014 = 6×10-7 m
▸ 6×10⁻⁷ m (600 nm)
En el vacío toda luz viaja a c. Usa λ = c/f. 600 nm está en la franja naranja.
Ejemplo 2
Entre la luz A (ultravioleta) y la B (infrarroja), ¿cuál tiene mayor energía de fotón y por qué?
1
La energía del fotón E = hf, así que mayor frecuencia implica mayor energía.
E = hf
2
El ultravioleta tiene menor longitud de onda que el infrarrojo, luego mayor frecuencia (c = fλ).
λUV < λIR ⇒ fUV > fIR ⇒ EUV > EIR
▸ A (ultravioleta) tiene mayor energía
Menor longitud de onda implica mayor frecuencia y energía de fotón — por eso el UV y los rayos X son peligrosos.

Resumen

Velocidad
c = f λ
3×10⁸ m/s
Energía
E = h f
energía del fotón
tipo de examen
¿Cuál ordena correctamente estas ondas electromagnéticas de mayor a menor longitud de onda?
①Radio > Infrarrojo > Visible > Rayos X
②Rayos X > Visible > Infrarrojo > Radio
③Visible > Infrarrojo > Radio > Rayos X
④Infrarrojo > Radio > Rayos X > Visible
⑤Radio > Visible > Infrarrojo > Rayos X
▸ ① Radio > Infrarrojo > Visible > Rayos X
1
De mayor longitud de onda: radio > microondas > infrarrojo > visible > ultravioleta > rayos X > gamma.
Radio (λ larga) → gamma (λ corta)
2
Ordenar las cuatro dadas en esta secuencia da la opción ①.
Radio > Infrarrojo > Visible > Rayos X
🎯 Puntos clave
①Todas las ondas EM viajan a c en el vacío
②λ corta → f y E altas
③Visible: 380-780 nm
④Dualidad onda-partícula
⑤Fotoeléctrico: fotón E = hf, Ek máxima del electrón = hf − W
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