En física , la radiación electromagnética (EMR) consiste en ondas del campo electromagnético (EM) , que se propagan a través del espacio y transportan energía radiante electromagnética . [1] Incluye ondas de radio , microondas , infrarrojos , luz (visible) , ultravioleta , rayos X y rayos gamma . Todas estas ondas forman parte del espectro electromagnético . [2]
Clásicamente , la radiación electromagnética consiste en ondas electromagnéticas , que son oscilaciones sincronizadas de campos eléctricos y magnéticos . La radiación electromagnética u ondas electromagnéticas se crean debido al cambio periódico del campo eléctrico o magnético. Dependiendo de cómo ocurra este cambio periódico y de la energía generada, se producen diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético. En el vacío, las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz , comúnmente denominada c . En medios isotrópicos homogéneos, las oscilaciones de los dos campos son perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación de la energía y de la onda, formando unonda transversal . El frente de onda de las ondas electromagnéticas emitidas desde una fuente puntual (como una bombilla) es una esfera . La posición de una onda electromagnética dentro del espectro electromagnético se puede caracterizar por su frecuencia de oscilación o por su longitud de onda . Las ondas electromagnéticas de diferente frecuencia reciben diferentes nombres ya que tienen diferentes fuentes y efectos sobre la materia. En orden de frecuencia creciente y longitud de onda decreciente, estos son: ondas de radio, microondas, radiación infrarroja, luz visible, radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma. [3]
Las ondas electromagnéticas son emitidas por partículas cargadas eléctricamente que se aceleran, [4] [5] y estas ondas pueden posteriormente interactuar con otras partículas cargadas, ejerciendo fuerza sobre ellas. Las ondas EM transportan energía, momento y momento angular lejos de su partícula fuente y pueden impartir esas cantidades a la materia con la que interactúan. La radiación electromagnética está asociada con aquellas ondas EM que son libres de propagarse ("irradiar") sin la influencia continua de las cargas en movimiento que las produjeron, porque han alcanzado una distancia suficiente de esas cargas. Por lo tanto, EMR a veces se conoce como el campo lejano . En este lenguaje, elEl campo cercano se refiere a los campos EM cerca de las cargas y la corriente que los produjeron directamente, específicamente la inducción electromagnética y los fenómenos de inducción electrostática .
En la mecánica cuántica , una forma alternativa de ver la EMR es que consiste en fotones , partículas elementales sin carga con masa en reposo cero que son los cuantos del campo electromagnético , responsables de todas las interacciones electromagnéticas. [6] La electrodinámica cuántica es la teoría de cómo la EMR interactúa con la materia a nivel atómico. [7] Los efectos cuánticos proporcionan fuentes adicionales de EMR, como la transición de electrones a niveles de energía más bajos en un átomo y la radiación de cuerpo negro . [8] La energía de un fotón individual escuantificada y es mayor para fotones de mayor frecuencia. Esta relación viene dada por la ecuación de Planck E = hf , donde E es la energía por fotón, f es la frecuencia del fotón y h es la constante de Planck . Un solo fotón de rayos gamma, por ejemplo, podría transportar unas 100 000 veces la energía de un solo fotón de luz visible.