Las ondas de radio son una forma invisible de radiación electromagnética (EMR) que varía en longitud de onda desde alrededor de 0.04 pulgadas (un milímetro) hasta más de 62,000 millas (100,000 km), lo que la convierte en uno de los rangos más amplios del espectro electromagnético. «Radio» es un término general que describe todas las formas de EMR con una longitud de onda superior a 0.04 pulgadas (un milímetro) y una frecuencia por debajo de 300 GHz. Se genera por el movimiento de la carga eléctrica, que puede resultar de una corriente eléctrica o del movimiento aleatorio de átomos y moléculas. Esta forma de EMR es crucial para las comunicaciones humanas y se utiliza para televisión, radio y teléfonos móviles, así como en radar y astronomía.
Cómo se producen las ondas de radio
Toda la radiación electromagnética se puede considerar como ondas que ondulan a través de un campo electromagnético, como ondas en un estanque. Se producen cuando una partícula cargada eléctricamente, generalmente un electrón, cambia su velocidad o dirección de movimiento. Esto puede suceder de varias formas, como el calentamiento de átomos y moléculas y cambios en los niveles de energía de los electrones; las ondas generadas por los transmisores de radio son el resultado del flujo de corriente eléctrica. La frecuencia y la longitud de onda dependen de la cantidad de energía involucrada, con frecuencias más altas y longitudes de onda más cortas que indican energías más altas. Si el cambio de energía es relativamente pequeño, se pueden producir ondas de radio.
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El uso más conocido de las ondas de radio es enviar imágenes, audio y texto en forma de señales: la longitud de onda larga de la radio le permite sortear obstáculos y viajar largas distancias, a diferencia de la luz visible y otras radiaciones de frecuencia más alta. Las ondas de radio con una longitud de onda inferior a unos 10 metros son absorbidas por la atmósfera. Las ondas más largas rebotan hacia adelante y hacia atrás entre la ionosfera y el suelo, lo que hace que la radio sea ideal para transmitir por el horizonte. Las frecuencias más bajas se utilizan para la comunicación con submarinos, debido a su baja energía (para sigilo) y alto poder de penetración. Se puede considerar que estas frecuencias más bajas tienen más «graves», lo que significa que penetran más, especialmente a través de medios gruesos como el agua.
Para enviar información por ondas de radio, debe codificarse de alguna manera. Hay dos métodos principales, conocidos como modulación de amplitud (AM) y modulación de frecuencia (FM). En AM, la información se codifica variando la amplitud o altura de las ondas, mientras que el método FM implica el uso de cambios de frecuencia para transportar datos. Los patrones de diferentes amplitudes o frecuencias se decodifican donde se reciben para reproducir la información original, que pueden ser imágenes, sonidos o texto. De esta forma, la información compleja se puede transmitir a largas distancias de forma económica.
La radioastronomía es una herramienta vital para comprender el universo. Debido a la existencia de nubes de gas y polvo en las galaxias, existe un límite en la cantidad de información que se puede obtener utilizando luz visible o frecuencias más altas de EMR. Sin embargo, las ondas de radio pueden atravesar estos obstáculos, y mucho de lo que se ha aprendido sobre el interior de las galaxias se ha obtenido mediante el análisis de fuentes de radio naturales. Los astrónomos también han podido detectar la radiación del propio Big Bang, que, debido a la expansión del universo, se ha extendido desde sus frecuencias iniciales muy altas hasta el rango de microondas; esto se conoce como radiación de fondo cósmica (CMB ).
Efectos en la salud
Se han expresado preocupaciones sobre los posibles efectos sobre la salud de la exposición a las ondas de radio, en particular las del rango de microondas, utilizadas por teléfonos móviles y radares. Cuando la radiación de radiofrecuencia es absorbida por los tejidos, puede causar calentamiento. No se cree que la exposición normal cause ningún problema, pero estar cerca de un transmisor de radar potente puede ser potencialmente peligroso. El cristalino del ojo es particularmente susceptible a daños por calentamiento, y la exposición excesiva a la radiación de microondas podría potencialmente provocar cataratas. También existe preocupación por los efectos a largo plazo del uso frecuente de teléfonos móviles, pero a partir de 2013, los estudios clínicos no han sido concluyentes.
Historia
Las ondas de radio fueron predichas por primera vez en 1865 por James Clerk Maxwell, quien ideó las ecuaciones del electromagnetismo, más tarde conocidas como ecuaciones de Maxwell. Mientras trabajaba en la relación entre electromagnetismo y luz, se dio cuenta de que eran posibles otras formas de radiación electromagnética, con longitudes de onda por encima y por debajo del rango visible. La existencia de la radiación de menor longitud de onda se demostró experimentalmente 22 años después, en 1887, cuando Heinrich Hertz generó ondas de radio en su laboratorio. En unas pocas décadas, se utilizaron ampliamente para transmitir información. A Guglielmo Marconi y Nikola Tesla se les atribuye ser pioneros en el área de la radio, pero Marconi patentó el primer sistema de telegrafía inalámbrica en 1896.