Cuando la energía se emite en forma de energía luminosa, se propaga en diferentes longitudes de onda y frecuencias, según la cantidad de energía que se libera. El rango completo de longitudes de onda y frecuencias en las que se puede transferir esta energía se conoce como Espectro Electromagnético. Sin embargo, todavía no está claro qué tipo de naturaleza posee este fenómeno, ya que tiene características tanto de ondas como de partículas. Al principio, se propuso que la luz estaba formada por partículas debido a la forma en que incide y se refleja en los objetos. Posteriormente se determinó que existen fenómenos que prueban que la luz se comporta tanto como onda como partícula. Discutiremos, en este artículo, los diferentes tipos de energía luminosa.
¿De dónde viene la energía luminosa?
El Sol y las demás estrellas del Universo emiten energía lumínica que podemos detectar primero mediante la visión, pero también, utilizando los sensores adecuados, detectan diversas radiaciones, incluidas las ultravioletas, infrarrojas o rayos X. La radiación estelar es la consecuencia de una serie de reacciones nucleares que tienen lugar a temperaturas y presiones muy altas en el interior de estas estrellas. En estas reacciones, la energía se libera a través de varios mecanismos, incluido el flujo de calor y la energía luminosa.
Tipos de energía luminosa
Radio: se propagan en una gama muy amplia de frecuencias, desde frecuencias muy bajas (10 000 Hz) hasta frecuencias muy altas (10 000 000 000 000 000 Hz). Al igual que los otros tipos de energía luminosa, las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz a través del vacío o del aire. Son las ondas electromagnéticas con la longitud de onda más larga y la frecuencia más baja en comparación con otras ondas electromagnéticas. Las ondas con la frecuencia más alta y la longitud de onda más corta en el espectro electromagnético son los rayos gamma. Las ondas de radio pueden ser creadas naturalmente por fenómenos como los rayos y también son generadas artificialmente y utilizadas por estaciones de radio, radares y otros sistemas de navegación.
Microondas: Esta es la porción del espectro electromagnético que cubre frecuencias entre aproximadamente 3Ghz y 300Ghz (1Ghz=10^9Hz), lo que corresponde a una longitud de onda en el vacío entre 10cm y 1mm. Se utilizan en radar, telefonía y televisión, en astronomía y para comunicaciones por satélite, donde las microondas se transportan en línea recta desde el dispositivo transmisor hasta el dispositivo receptor.
Luz infrarroja: la radiación infrarroja, radiación térmica o radiación IR, es un tipo de energía luminosa con una longitud de onda más larga que la luz visible pero más corta que la de las microondas. Se extiende en longitud de onda de aproximadamente 0,7 a 100 micrómetros. La radiación infrarroja es emitida por cualquier persona cuya temperatura sea superior a 0 Kelvin, es decir, -273,15 grados centígrados (cero absoluto).
Luz visible: La luz visible es el tipo de energía luminosa que el ojo humano es capaz de percibir y traducir en los diferentes colores que conocemos, correspondientes a longitudes de onda entre 380 y 750 nanómetros. Al igual que la luz blanca, el espectro visible contiene absolutamente todos los colores que somos capaces de ver los humanos.
Luz ultravioleta: el espectro ultravioleta a veces se subdivide en rayos UV cercanos (longitudes de onda de 380 a 200 nanómetros) y un rayo UV extremo (longitudes de onda de 200 a 10 nm). El aire normal es generalmente opaco a los rayos UV de menos de 200 nm (los rayos UV extremos); el oxígeno absorbe la «luz» en esa parte del espectro UV. La «luz» ultravioleta (UV) tiene longitudes de onda entre 380 y 10 nanómetros. La longitud de onda de la luz ultravioleta es de aproximadamente 400 nanómetros (4 000 Ã). La radiación ultravioleta varía de 800 terahertz THz o 1012 hertz a 30 000 THz.
Rayos X: Con una longitud de onda inferior a 10-8 my una frecuencia superior a 1016, los rayos X surgen de fenómenos extranucleares a nivel de la órbita del electrón, producidos principalmente por la desaceleración de los electrones. La energía de los rayos X generalmente se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma naturales. Los rayos X son radiaciones ionizantes porque cuando interactúan con la materia, ionizan los átomos de la materia, es decir, producen partículas cargadas (iones).
Rayos gamma: son radiaciones de muy alta frecuencia y se encuentran entre las más peligrosas para los humanos, al igual que todas las radiaciones ionizantes. El peligro radica en que son ondas de alta energía capaces de dañar irreparablemente las moléculas que componen las células, llevándolas a desarrollar la muerte o mutaciones genéticas. En la Tierra podemos observar fuentes naturales de rayos gamma tanto en las interacciones de los rayos cósmicos con la atmósfera como en la desintegración de los radionúclidos; más raramente, los rayos también producen esta radiación. Los rayos gamma son radiación electromagnética producida por la desintegración radiactiva de los núcleos atómicos.
Propiedades de la energía de la luz
La energía luminosa no necesita un medio material para propagarse. Así, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas. Independientemente de su frecuencia y longitud de onda, todos los tipos de energía luminosa viajan en el vacío a una velocidad c = 299 792 km/s. Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. Las longitudes de onda van desde la billonésima parte de un metro hasta muchos kilómetros. La longitud de onda (λ) y la frecuencia (f) de la energía luminosa, relacionadas por la expresión λ-f = c, son importantes para determinar su energía, visibilidad, poder de penetración y otras características.
