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La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una substancia indetectable llamada Éter que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas.Maxwell desarrolló sus ecuaciones de las que se desprende que un campo eléctrico variante en el tiempo genera un campo magnético y viceversa, la variación temporal del campo magnético genera un campo eléctrico. Se puede visualizar la radiación electromagnética como dos campos que se generan mutuamente, por eso no necesitan ningún medio material para propagarse. Las ecuaciones de Maxwell también predicen la velocidad de propagación en el vacío (que se representa c y tiene un valor de 299,792 Km/s), y su dirección de propagación(perpendicular a las oscilaciones del campo eléctrico y magnético, que a su vez son perpendiculares entre sí).
El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del electromagnetismo.
Dependiendo del fenómeno estudiado, la radiación electromagnética se puede considerar en lugar de como una serie ondas, como un chorro de partículas, llamadas fotones.
Esta dualidad onda-corpúsculo hace que cada fotón tenga una energía proporcional a la frecuencia de la
onda asociada, dada por la relación de Planck: 
, donde E es la energía del fotón,
h es la Constante de Planck y
es la frecuencia de la onda.
Así mismo, considerando la radiación electromagnética como onda, la longitud de onda y la frecuencia de oscilación están relacionadas por una constante, la velocidad de la luz en el medio (c en el vacío):
A mayor longitud de onda menor frecuencia (y menor energía segun la relación de Plank).
| Tabla de contenidos |
Atendiendo a su longitud de onda, la radiación electromagnética recibe diferentes nombres: Desde los energéticos rayos gamma (con una longitud de onda del orden de picómetros hasta las ondas de radio (longitudes de onda del orden de varios kilómetros) pasando por la luz visible cuya longitud de onda está en el rango de las décimas de micra. El rango completo de longitudes de onda forma el espectro electromagnético, del cual la luz visible no es mas que un minúsculo intervalo que va desde la longitud de onda correspondiente al violeta hasta la longitud de onda del rojo. Si hablamos de luz en sentido estricto nos referimos a radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda es capaz de captar el ojo humano , pero técnicamente , el ultravioleta, las ondas de radio o las microondas también son luz, pues la única diferencia con la luz visible es que su longitud de onda queda fuera del rango que podemos detectar con nuestros ojos; simplemente son "colores" que nos resultan invisibles, pero podemos detectarlos mediante instrumentos específicos.
Cuando un alambre o cualquier objeto conductor, tal como una antena, conduce corriente alterna, la radiación electromagnética se propaga en la misma frecuencia que la corriente.
De forma similar, cuando una radiación electromagnética incide en un conductor eléctrico, hace que los electrones de su superficie oscilen, generándose de esta forma una corriente alterna cuya frecuencia es la misma que la de la radiación incidente. Este efecto se usa en las antenas, que pueden actuar como emisores o receptores de radiación electromagnética.
Se puede obtener mucha información acerca de las propiedades físicas de un objeto a través del estudio de su espectro electromagnético, ya sea por la luz emitida (radiación del cuerpo negro) o absorbida por él. Esto es la espectroscopia y se usa ampliamente en astrofísica.
Por ejemplo, los átomos de hidrógeno tienen una frecuencia natural de oscilación, por lo que emiten ondas de radio, las cuales tiene una longitud de onda de 21,12cm.
Cuando la frecuencia es inferior a la radiación ultravioleta, los fotones no tienen suficiente energía para romper enlaces atómico. Se dice entonces que la radiación es radiación no ionizante.
A partir de los ultravioleta, vienen los Rayos X y los Rayos gamma muy energéticos y capaces de romper moléculas. Dicha radiación se denomina radiación ionizante.
La radiación electromagnética reacciona de manera desigual en función de su frecuencia y del material con el que entra en contacto.
El nivel de penetración de la radiación electromagnética es inversamente proporcional a su frecuencia. Cuando la radiación electromagnética es de baja frecuencia, atraviesa límpiamente las barreras a su paso. Cuando la radiación electromagnética es de alta frecuencia reacciona más con los materiales que tiene a su paso.
Esta es la razón por la cual las transmisiones de radio normales no funcionan bajo el mar.
El intercambio de energía entre la radiación electromagnética y la materia es siempre en forma de calor. Este efecto tiene aplicación en los hornos de microondas.
La velocidad de propagación de la radiación electromagnética en el vacío es c. La teoría electromagnética nos dice que:
Siendo y las permitividad eléctrica y la permeablilidad magnética del vacío respectivamente. En un medio material, la permitividad eléctrica tiene un valor diferente al del vacío, lo mismo que le ocurre a la permeabilidad magnética y por tanto la velocidad de la luz en ese medio será diferente a c:
Cuando la luz cambia de medio experimenta una desviación que depende del ángulo con que incide en la superficie que separa ambos medios y también de las diferencias de velocidad de propagación en los dos medios. Este fenómeno, denominado refracción es claramente apreciable en la desviación de los haces de luz que inciden en el agua.
Los índices de permitividad eléctrica y permeabilidad magnética de un medio diferente del vacío dependen además de la naturaleza el medio, de la longitud de onda de la radiación. De esto se desprende que la velocidad de propagación de la radiación electromagnética en un medio depende también de la longitud de onda de dicha radiación. Por tanto podemos afirmar que la desviación de un rayo de luz al cambiar de medio será diferente para cada color (para cada longitud de onda). El ejemplo más claro es el de un haz de luz blanca que al pasar por un prisma se "descompone" en colores. La luz blanca es realmente la suma de haces de luz de distintas longitudes de onda, que son desviadas de manera diferente. Este fenómeno se llama dispersión. Es el causante de la aberración cromática, el halo de colores que se puede apreciar alrededor de los objetos al observarlos con instrumentos que utilizan lentes como prismáticos o telescopios.
