Onda electromagnética

Después de los trabajos de Young, aunque quedaba claro que un modelo ondulatorio describía los fenómenos luminosos, surgía la pregunta de qué era lo que ondulaba para que la luz pudiera propagarse. Quien respondió esta pregunta y terminó de demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz fue el gran físico escocés James Clerk Maxwell. Con una habilidad prodigiosa, desarrolló una teoría matemática que conjuntaba los resultados de los fenómenos electromagnéticos de Oersted, Ampère y Faraday, y encontró que las ecuaciones que describían el comportamiento tanto del campo magnético como del eléctrico eran las mismas que describían los fenómenos ondulatorios.

Él descubrió que cuando un campo magnético varía, produce un campo eléctrico, mientras que la variación de un campo eléctrico da como resultado un campo magnético. Encontró que la velocidad con la que se propagaba el campo electromagnético era precisamente la velocidad de la luz. Sus resultados lo llevaron a predecir que la luz es una onda y a responder que lo que ondulaba al propagarse la luz era el campo electromagnético.

Unos pocos años después de la muerte de Maxwell, el físico alemán Hendrich Hertz (1857-1894) demostró experimentalmente la existencia de las ondas electromagnéticas. Además, sus experimentos demostraron que era posible que las ondas electromagnéticas tuvieran distintas frecuencias y longitudes de onda (figura 4.66). Recuerda que la frecuencia y la longitud de onda son inversas, es decir, las ondas con frecuencia baja tienen longitud de onda larga mientras que las de frecuencia alta tienen longitud de onda corta.

En la actualidad, se llama espectro electromagnético al conjunto de todas las ondas con distintas frecuencias o longitudes de onda (fi gura 4.67). Mientras más alta es la frecuencia, las ondas son más energéticas y, por tanto, capaces de atravesar distintos materiales. Entre las ondas de mayor frecuencia y más energéticas se encuentran los rayos gamma y los rayos X, que pueden tener frecuencias mayores a 1017 Hz y longitudes de onda menores a 10-7 cm.

Al otro lado del espectro se encuentran las ondas de radio, que pueden tener frecuencias del orden de megahertz (103 Hz) o kilohertz (106 Hz) y longitudes de onda que van de kilómetros a metros. En la región intermedia están las microondas, las infrarrojas, la luz visible y las ultravioletas.