Según la teoría de MAXWELL la luz es una perturbación de la longitud de onda en un campo electromagnético en forma de radiación que se propaga a una velocidad definida. ¿Pero que significa esto? ¿Que entendemos por campo electromagnético?
Es posible detectar un campo eléctrico y magnético utilizando cargas eléctricas. Si una carga en el espacio experimenta una fuerza, es que hay un campo eléctrico. Si la carga se mueve y experimenta una fuerza debido a su movimiento entonces hay un campo magnético. Una perturbación en un campo eléctrico perturba a un campo magnético que a su vez perturba el campo eléctrico y la energía va saltando de un campo a otro. La perturbación se propaga de principio a fin a una velocidad que es una de las constantes fundamentales de la naturaleza.
Pero estas propiedades se entienden mejor si estudiamos la luz como una onda. Una onda es una perturbación que se programa de un lugar a otro compuesta por campos vibratorios eléctricos y magnéticos, que existen formando ángulos rectos entre sí con sus direcciones de movimiento. Es posible estudiar las dos ondas como una sola que pueden moverse a través del espacio vacío sin necesidad de ningún medio. En el espacio se mueve a una velocidad constante, la velocidad de la luz. Todas las radiaciones electromagnéticas se comportan como la luz, pueden reflejarse, pueden refractarse y pueden ser absorbidas.
El movimiento de la onda desde cualquier punto hasta el siguiente se llama 1 ciclo. El numero de ciclos que produce una onda en 1 segundo es su frecuencia y su unidad es el hercio (Hz). La distancia entre 2 crestas consecutivas se llama longitud de onda. Cuanto más alta es la frecuencia más corta es la longitud de onda y cuanto más baja es la frecuencia más larga es la longitud de onda.
f= 1/T λ= c/f
Donde:
- f es la frecuencia de la onda
- T es el período
- λ es la longitud de onda
- c es la velocidad de la onda. En el caso de ondas luminosas en el vacio es la velocidad de la luz
(299.792.458 m⁄s )
Son solo estas diferencias las que hacen que una onda electromagnética sea diferente de la otra. Cuando las ondas electromagnéticas se ordenan en función de su frecuencia o su longitud de onda, forman un espectro electromagnético continuo. La luz visible es solo una pequeña parte de él.
Cuando las ondas tienen una longitud de onda en el estrecho intervalo de 380 nanómetros a 780 nanómetros constituyen la luz visible, es el espectro entre el color violeta y el rojo.
Las ondas de longitud de onda más cortas que la luz se llaman luz ultravioleta. Estas, son irradiadas por el sol. Esta radiación es dañina para los seres vivos de nuestro planeta pero son absorbidas y convertidas por la capa de ozona de la tierra. Más cortas son las ondas de los rayos X cuya longitud de onda son del tamaño de los átomos. Finalmente los rayos gamma tienen las longitudes de onda más cortas de todas, tan pequeñas como los núcleos atómicos. Se crean en las reacciones nucleares.
Ondas de longitud de onda más largas que las de la luz visible son las ondas de la luz infrarroja, cuya longitud es más larga que la de la luz roja. La radiación infrarroja se puede detectar únicamente por el calor que aporta. El universo esta bañado por la radiación de longitudes de onda larga vistas como restos fríos del Big Ban. Esto incluye no solo las radiaciones infrarrojas sino también las microondas. Las microondas son la primera parte del espectro cuya frecuencia es suficientemente baja como para poder ser generada por circuitos electrónicos de corriente alterna fabricados por el ser humano. El universo esta igualmente lleno de ondas de radio, estas de longitud de onda de centímetros, metros y hasta kilómetros completa el espectro visible.
