Las ondas electromagnéticas existen en la naturaleza sin la intervención del hombre, de hecho los rayos solares son ondas electromagnéticas que se manifiestan como luz y calor y estos existen incluso antes de que hubiese vida en nuestro planeta, otro ejemplo es que todo ser vivo emite calor, ese calor radiado no es más que un tipo de onda electromagnética.
Fue el famoso físico escoces James Clerk Maxwell (1831-1879) quien en 1873 y basándose en los estudios de Faraday demostró la interdependencia entre la electricidad y el magnetismo, en su “A treatise on Electricity and Magnetisn” publicó la primera teoría unificada electromagnética, y postuló que la luz era de naturaleza electromagnética y que era posible la radiación de otras longitudes de onda, aunque solo pudo teorizarlo ya que los medios de la época le impidieron demostrarlo empíricamente.
Fue finalmente el físico Heinrich Hertz (1857-1894) quien 15 años después y basándose en las teorías y ecuaciones de Maxwell, logró generar eléctricamente ondas electromagnéticas. Para ello suministró una carga eléctrica a un condensador y a continuación le hizo un cortocircuito mediante un arco eléctrico. En la descarga eléctrica resultante la corriente saltó desde el punto neutro, creando una carga de signo contrario en el condensador, y después continuó saltando de n polo al otro, creando una descarga eléctrica oscilante en forma de chispa. El arco eléctrico radiaba parte de la energía de la chispa en forma de ondas electromagnéticas. Hertz consiguió medir algunas de las propiedades de estas ondas, entre ellas su longitud y su velocidad.
Evidentemente estos descubrimientos y el avance de la tecnología en el campo de la electrónica hicieron posible el uso de las ondas electromagnéticas como medio de transmisión de mensajes y fue Guillermo Marconi (1874-1937) quien finalmente pensó que podría utilizar las ondas electromagnéticas como vehículos de transmisión de señales, que podrían difundirse de manera instantánea a través de la atmósfera. Fue en 1895 cuando nació la telegrafía sin hilos, ya que Marconi pudo transmitir una señal a través del espacio dando lugar a la primera transmisión por ondas de radio.
Con los datos anteriormente citado y tras esta breve introducción histórica llega la hora de explicar que es una onda electromagnética, y esta no es más que la difusión de la radiación generada, ya sea por un medio artificial como puede ser un equipo de radio o por un medio natural como puede ser el propio sol.
Estas ondas no requieren de un soporte material para su propagación, lo que implica que pueden desplazarse en el vacío, y pueden ser usadas y modificadas por el hombre para transmitir mensajes, energía, datos… Etc.
Generación y propagación de las ondas electromagnéticas (OEM)
Las ondas electromagnéticas (OEM) son generadas por cargas eléctricas que oscilan por un conductor, como podría ser una antena, y que está compuesta por campos eléctricos y magnéticos, que oscilan en planos perpendiculares entre sí , y a su vez estos planos son perpendiculares a la dirección de propagación. Por lo que podemos establecer que las ondas electromagnéticas (OEM) son de propagación transversal.
Como se puede apreciar en la Figura 3 los campos E (Eléctrico) y H (Magnético) son perpendiculares entre sí y a su vez, ambos, son perpendiculares a la dirección de propagación Z de la OEM.
A la hora de poder estudiar cualquier onda electromagnética (OEM) se hace necesario tener en cuenta los elementos que le dan forma. Entre estos se encuentran los siguientes:
- Cresta: es la parte más elevado de una onda.
- Valle: es la parte más baja de una onda.
- Elongación: es el desplazamiento entre la posición de equilibrio y la posición en un instante determinado.
- Amplitud: es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento desde el punto de equilibrio hasta la cresta o el valle.
- Longitud de onda (λ): es la distancia comprendida entre dos crestas o dos valles. En el Sistema internacional se mide en metros (m).
- Onda completa: cuando ha pasado por todas las elongaciones positivas y negativas.
- Período (T): el tiempo transcurrido para que se realice una onda completa. Se mide en segundos (seg).
- Frecuencia (F): es el número de ondas que se suceden en la unidad de tiempo. Se mide en Hertzios (Hz).
La frecuencia (F) y la longitud de onda (λ) son magnitudes inversamente proporcionales. Cuanto mayor es la longitud de onda menor es la frecuencia, y viceversa.
El periodo (T) es inversamente proporcional a la frecuencia (F).
T = 1/F
La perturbación se desplazará con una velocidad V. La formula que relaciona la longitud de onda con la frecuencia es:
V = λF V = λ/T
La representación de las ondas electromagnéticas, en función de su frecuencia o longitud de onda, es lo que se conoce como Espectro electromagnético.
