Toda la radiación electromagnética es luz y se produce en una gama extremadamente amplia de longitudes de onda, desde ondas gamma de alta energía con longitudes de onda más cortas hasta ondas de radio de baja energía con longitudes de onda más largas. Pero el ojo humano puede detectar solo una pequeña porción de la radiación, y esa porción se conoce como luz visible. En un espectro electromagnético, el espectro visible se encuentra entre el espectro infrarrojo y el espectro UV. La luz visible oscila entre una longitud de onda de 400 nm y 700 nm. El ojo humano no puede detectar otras radiaciones electromagnéticas ya que la radiación tiene longitudes de onda grandes o pequeñas y está fuera de las limitaciones biológicas.
Espectro electromagnético
Cuando un espectro visible viaja a través de un prisma, la luz se separa en un espectro de colores de diferentes longitudes de onda. El color violeta tiene la longitud de onda más corta de alrededor de 380 nm, y el color rojo tiene la longitud de onda más larga de alrededor de 700 nm. Nuestros ojos pueden detectar la capa más externa del sol, la corona, en luz visible.
Longitud de onda
Una longitud de onda es una de las propiedades de una onda y se define como la distancia entre las dos crestas o valles sucesivos de una onda, donde una cresta es el punto más alto de la ola y un valle es el punto más bajo de la ola. Dado que la longitud de onda es una distancia o longitud entre dos puntos, se mide en metros, centímetros, milímetros, micrómetros, etc. Se denota con el símbolo Lambda ‘λ’.
Ola
Frecuencia
La frecuencia (f) se define como el número total de ciclos de onda u oscilaciones producidas por unidad de tiempo. La frecuencia se mide en términos de Hertz (Hz) o s -1 .
La fórmula para la frecuencia:
Frecuencia (f) = 1/período (T)
f = 1/T
- Un período se define como el tiempo que tarda en completarse una oscilación.
- De la ecuación de frecuencia, podemos concluir que la frecuencia de una onda es inversamente proporcional a su período.
- 1 Hercio = 1 oscilación/segundo
Velocidad de onda
La velocidad de una onda o velocidad de onda se define como la distancia recorrida por la onda en una unidad de tiempo. La unidad SI de velocidad de onda es ms -1 .
- La luz viaja con una velocidad en el vacío de 29,97,92,458 m/s, es decir, aproximadamente 3 × 10 8 m/s, y se representa con el símbolo c.
Longitud de onda de la luz
Sabemos que la luz posee las características tanto de una onda como de una partícula. Entonces, la longitud de onda de una onda de luz se da como;
λ =
Donde λ es la longitud de onda de la luz
c es la velocidad de la luz y
f es la frecuencia de la luz
La energía de un fotón se da como,
mi = h × f =
Donde E es la energía de un fotón
h es la constante de Planck, es decir, h = 6,64 × 10 -34 julios-segundo
Longitud de onda, frecuencia y energía del espectro de luz visible
| Color | Longitud de onda | Frecuencia | La energía de un fotón |
| Violeta | 380 – 450nm | 668-789 THz |
2,75 – 3,26 eV |
| Azul | 450-495 nanómetro | 606-668 THz |
2,50 – 2,75 eV |
| Verde | 495-570nm | 526-606 THz |
2,17 – 2,50 eV |
|
Amarillo |
570-590 nanómetro | 508-526 THz |
2,10 – 2,17 eV |
|
Naranja |
590-620 nanómetro | 484-508 THz |
2,00 – 2,10 eV |
|
Rojo |
620-750 nanómetro | 400-484 THz |
1,65 – 2,00 eV |
Problemas de muestra
Problema 1: Calcular la longitud de onda de la luz visible con una frecuencia de 5,36 × 10 14 Hz.
Solución:
Dada la frecuencia de la luz = 5,36 × 10 14 Hz
Sabemos que la velocidad de la luz (c) = 3 × 10 8 m/s
Ahora, la longitud de onda de la luz (λ) =
⇒ λ =
⇒ λ = 5,60 × 10 -7 m
Por lo tanto, la longitud de onda es 5,60 × 10 -7 m
Problema 2: si un horno de microondas emite energía de microondas de 1,64 × 10 -24 J, calcule la longitud de onda de las microondas emitidas.
Solución:
Dados los datos,
La energía de microondas emitida = 1.64 × 10 -24 J
Sabemos que la energía de un fotón =
h = 6,64 × 10 -34 julios-segundo
⇒ 1,64 × 10 -24 =
⇒ λ =
⇒ λ = 12,146 × 10 -2 m = 12,15 cm
Por tanto, la longitud de onda de las microondas emitidas es de 12,15 cm.
Problema 3: si una estación de radio transmite a una frecuencia de 555 kHz, calcule la longitud de onda de las ondas de radio emitidas.
Solución:
Dado,
Frecuencia de las ondas de radio = 555 KHz
Sabemos que la velocidad de la luz (c) = 3 × 10 8 m/s
Ahora, la longitud de onda de la luz (λ) =
⇒ λ =
⇒ λ = 540 m
Por tanto, la longitud de onda de las ondas de radio emitidas es de 540 m.
Problema 4: Calcular la longitud de onda de la luz amarilla emitida por una lámpara de sodio a una frecuencia de 5,15 × 10 14 Hz.
Solución:
Dado,
La frecuencia de la luz amarilla = 5,15 × 10 14 Hz
Sabemos que la velocidad de la luz (c) = 3 × 10 8 m/s
Ahora, la longitud de onda de la luz (λ) =
⇒ λ =
⇒ λ = 582,5 × 10 -9 m = 582,5 nm
Por lo tanto, la longitud de onda de la luz amarilla es de 582,5 nm.
Problema 5: Calcular la longitud de onda de un fotón con una energía de 3,35 × 10 -19 Joules.
Solución:
Dado,
La energía de un fotón = 3,35 × 10 -19 julios.
Sabemos que la energía de un fotón =
h = 6,64 × 10 -34 julios-segundo
⇒ 3,35 × 10 -19 =
⇒ λ =
⇒ λ= 5,94 × 10 -7 m = 594 nm
Por lo tanto, la longitud de onda del fotón es de 594 nm.
Problema 6: La frecuencia de transmisión de una estación de radio es de 101 MHz. ¿Cuál será la longitud de onda de la onda si la onda emitida es una onda electromagnética?
Solución:
Dados los datos, Frecuencia de la onda = 101 MHz = 101 × 10 6 Hz
Velocidad de la luz = 3 × 10 8 m/s
Ahora, la longitud de onda de la luz (λ) = c/f
⇒ λ = (3 × 10 8 )/(101 × 10 6 )
⇒ λ = 2,97 metros
Por lo tanto, la longitud de onda de la onda de transmisión es de 2,97 m.
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Artículo escrito por kiran086472 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA