Origen de las ondas de radio

Pueden ser causados ​​por los mismos principios que los rayos X, ya que las diferencias entre ellos son solo la frecuencia. Cuando tienes cargas en movimiento, crean un campo magnético que se propaga hacia afuera a la velocidad de la luz. Pero si los aceleras, el campo magnético cambia. Y los campos magnéticos cambiantes crean un campo eléctrico. Básicamente obtienes luz u ondas electromagnéticas.

Cuanto más rápido cambia la velocidad de los electrones, mayor es la frecuencia de esa "luz". La frecuencia infrarroja es la luz que obtendría si tuviera una corriente alterna en un cable con la misma frecuencia (aproximadamente 10 a 14). Obviamente no podemos alcanzar esas frecuencias a gran escala, pero podemos hacerlo a niveles atómicos donde las velocidades de los electrones son MUCHO mayores. Si siguiéramos aumentando la frecuencia, eventualmente alcanzaríamos el espectro de luz visible y podrías ver el cable emitiendo luz. Sube aún más y llegarás a los rayos X. Estos son prácticamente imposibles de lograr por estos medios, pero si calientas el material a, digamos, 5000 K, brillará en rojo, porque las velocidades a las que los átomos en su interior se mueven de un lado a otro son del orden de esa frecuencia de rojo. luz. Espero que esto explique suficientemente cómo se crea la luz. Las ondas de radio no son nada diferentes, solo tienen una frecuencia más baja.

De hecho, los rayos X y el infrarrojo son solo fotones, de diferente energía. Sin embargo, dado que corresponden a diferentes frecuencias y, por lo tanto, a diferentes energías, pueden vincularse a otros fenómenos característicos. Por ejemplo, mientras que los rayos X suelen estar relacionados con su aparición en los espectros electrónicos (los "Rayos X característicos" mencionados en la pregunta), la radiación IR suele estar relacionada con fenómenos de menor energía, como la radiación de un cuerpo negro a temperatura ambiente (cfr. Ley de radiación de Planck). !). Aún más baja en energía es la radiación de microondas, que es famosa por ser producida "por el universo mismo" como radiación de fondo cosmológica. Después de las microondas, tenemos las ondas de radio, pero estas tienen una energía tan baja que no puedo pensar en un fenómeno 'natural' en el que se produzcan. Son importantes en muchas aplicaciones prácticas, como la resonancia magnética. Fenómenos de energía extremadamente baja, en cualquier caso.

Hay varias formas de generar ondas de radio.

La simple aceleración de electrones en un dipolo transmisor generará ondas de radio. Supongo que como podría haber estado usando wi-fi para escribir su pregunta, ¿lo sabía y está más preocupado por las fuentes "naturales" de ondas de radio?

Básicamente, la radiación electromagnética de todas las longitudes de onda se puede producir mediante transiciones de electrones enlazados, enlazados libres o libres libres de electrones que pueden estar enlazados en átomos o moléculas.

Cuando se trata de electrones enlazados, normalmente son los espacios entre los niveles de rotación y vibración moleculares los responsables de la emisión infrarroja. Pueden ocurrir transiciones enlazadas de longitudes de onda más largas entre transiciones hiperfinas con pequeñas diferencias de energía. por ejemplo, la famosa radiación de 21 cm proviene de una transición hiperfina en los átomos de hidrógeno.

También hay una serie de mecanismos que involucran la aceleración de electrones libres que producen una emisión continua en longitudes de onda largas. Los más comunes son la bremsstrahlung, la aceleración de electrones en los campos eléctricos de los iones, que puede producir todas las longitudes de onda hasta una caída de longitud de onda corta que depende de la temperatura del gas; y continuos de sincrotrón que son producidos por electrones que giran en espiral a velocidades relativistas en campos magnéticos.

La radiación infrarroja y de radio tiene el mismo origen que los rayos X. Cuando un fotón 'choca' con un electrón, ese electrón gana la energía del fotón (si el fotón tiene alta frecuencia gana mucha energía, si tiene baja frecuencia gana poca energía). Entonces, el electrón pasa a un nivel de energía más energético, más alejado del núcleo. Luego, el electrón envía un fotón y vuelve al nivel de energía original. Eso se aplica a todo tipo de radiación. Los rayos X, el infrarrojo y la radiación de radio son todos fotones, de diferentes frecuencias.