Qué cubre el espectro electromagnético
La luz, las ondas de radio, los rayos X y los rayos gamma son lo mismo: radiación electromagnética. Solo se diferencian en la longitud de onda y la frecuencia. La tabla siguiente usa la longitud de onda en el vacío, porque la luz viaja más rápido en el vacío. La columna de frecuencia proviene de f = c / lambda, donde c = 299,792,458 m/s. La columna de energía proviene de E = hc / lambda, usando hc = 1239.84 eV nm.
Estos límites son convenciones, no muros físicos. Una onda de 1 mm está en el borde de las microondas y el infrarrojo, y diferentes referencias trazan la línea en lugares ligeramente distintos. La física no cambia en un límite. Solo cambia la etiqueta.
Luz visible en nanómetros
La luz visible es la estrecha franja que tu ojo puede detectar. Va desde unos 380 nm hasta 750 nm. Un nanómetro es una milmillonésima parte de un metro. Los colores siguientes son los rangos convencionales que usa este sitio.
Un puntero láser verde de 532 nm está en la banda verde. Su frecuencia es c / 532 nm = 563.5 THz. Su energía de fotón es 1239.84 / 532 = 2.33 eV. Ese único número te dice que la luz puede desencadenar algunas reacciones químicas pero no ionizar el aire.
La fórmula lambda = c / f
La longitud de onda es lo que mide un ciclo de onda. La frecuencia es cuántos ciclos pasan cada segundo. Están unidas por la velocidad de la luz. Si conoces la frecuencia, divide c entre ella para obtener la longitud de onda. Si conoces la longitud de onda, divide c entre ella para obtener la frecuencia.
Ejemplo resuelto. Una emisora de radio FM emite a 100 MHz. Eso es 100,000,000 ciclos por segundo. lambda = 299,792,458 / 100,000,000 = 2.998 m. Así que la longitud de onda es de unos 3 m. Un dipolo de media onda para esa emisora mediría unos 1.5 m de largo en el espacio libre, y un poco menos en un cable real.
En un medio distinto del vacío, la luz se frena. La nueva velocidad es c / n, donde n es el índice de refracción. El agua tiene n = 1.333, el vidrio crown unos 1.52, el diamante 2.417. La frecuencia se mantiene igual cuando la luz entra en vidrio o agua. La longitud de onda se acorta. Por eso una pajita parece doblada en un vaso de agua: la luz cambia de velocidad y dirección, pero su color (frecuencia) no cambia.
Para el sonido, la misma fórmula funciona con la velocidad del sonido. A 20 C, el sonido viaja a 343 m/s en el aire. Una nota musical A4 a 440 Hz tiene una longitud de onda de 343 / 440 = 0.78 m.
Cómo buscar una longitud de onda
Escribe cualquier longitud de onda en el cuadro de búsqueda. La herramienta devuelve la banda y, si el valor cae en el rango visible, el color. Usa los límites de la primera tabla. Si tu valor queda a menos de 1 nm de un límite, trata la respuesta como aproximada. El nombre de la banda es una etiqueta, no una medición.
Para la energía de fotón en eV a partir de la longitud de onda en nm, usa E = 1239.84 / lambda. Por ejemplo, 1 nm da 1239.84 eV, unos 1.24 keV. Eso es un rayo X blando. Para la frecuencia a partir de la longitud de onda, usa f = c / lambda. Para la longitud de onda a partir de la frecuencia, usa lambda = c / f.
Si necesitas la longitud de onda de de Broglie de una partícula, esa es una fórmula diferente: lambda = h / (m v). Se aplica a la materia, no a la luz. La calculadora de longitud de onda de de Broglie maneja ese caso. Para longitudes de antena, la calculadora de longitud de antena aplica un factor de velocidad. Para la energía de fotón directamente, usa la calculadora de energía de fotón. Todas las fórmulas de este sitio están listadas en cómo calculamos.