Ondas electromagnéticas planas

Presentación del tema: "Ondas electromagnéticas planas"— Transcripción de la presentación:

1 Ondas electromagnéticas planas
2. ¿Qué es una onda electromagnética? Ondas electromagnéticas planas Las ondas electromagnéticas son emitidas por cargas eléctricas aceleradas Se caracterizan por la propagación conjunta a través del espacio de un campo eléctrico y un campo magnético oscilantes Si la fuente es puntual, se propagan en frentes de onda que son superficies esféricas concéntricas  lejos de la fuente, se aproximan a frentes planos y se denominan ondas planas

2 Dirección campo E  Polarización
2. ¿Qué es una onda electromagnética? Propiedades de los campos eléctrico y magnético de una onda electromagnética plana: Son perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación  ondas transversales Oscilan con la misma frecuencia y longitud de onda Están en fase Dirección campo E  Polarización

3 2. ¿Qué es una onda electromagnética?
Reflexión y Refracción de una onda electromagnética en la superficie de separación entre dos medios Se forman dos ondas: Una onda reflejada que retrocede hacia el medio de procedencia. El rayo reflejado forma un ángulo con la normal a la superficie que es igual al ángulo de incidencia Una onda refractada que se propaga en el segundo medio con distinta velocidad. El rayo refractado se desvía de la dirección del rayo incidente acercándose o alejándose a la normal v1>v2  1>2 rayo incidente rayo reflejado rayo refractado v1 > v2 v2 1 2

4 2. ¿Qué es una onda electromagnética?
Reflexión interna total de una onda electromagnética cuando pasa de un medio a otro en el que se propaga con mayor velocidad Reflexión total v2 > v1 v1 c Para ángulos de incidencia mayores que el ángulo crítico, toda la radiación incidente se refleja Aplicación en Fibras Ópticas  Importante avance tecnológico en el campo de las comunicaciones v1 v2 > v1 Sección longitudinal Sección transversal

5 Interferencia y Difracción  Distinguen a las ondas de las partículas
2. ¿Qué es una onda electromagnética? Interferencia y Difracción  Distinguen a las ondas de las partículas Partículas a >>  a   a <  Esta característica de las ondas de bordear los obstáculos se denomina difracción y es tanto más acusada cuanto mayor es la longitud de onda en relación al tamaño de los objetos Por el contrario, cuando el tamaño de los objetos es mucho mayor que la longitud de onda  aproximación de rayos (luz : 4·10-7 a 7·10-7m)

6 2. ¿Qué es una onda electromagnética?
Interferencia es la superposición de dos o más ondas en una región del espacio. El resultado de esta superposición puede ser : Una onda mayor si las ondas se refuerzan mutuamente, es decir, si coinciden crestas y valles de ambas ondas  interferencia constructiva Por el contrario, si coinciden crestas de un onda con valles de la otra, las ondas se destruyen mutuamente  interferencia destructiva min max min max min max min Experimento de interferencia de doble rendija de Young para demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz

7 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
2. ¿Qué es una onda electromagnética? Longitud de onda, m ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO MICROONDAS ONDAS DE RADIO INFRARROJO ULTRAVIOLETA RAYOS X RAYOS GAMMA CIRCUITOS ELÉCTRICOS V I S B L E ÁTOMOS NÚCLEOS 105 106 107 1017 1016 1015 1014 1013 1012 1010 1011 109 108 1020 1021 1022 1018 1019 Frecuencia, Hz 103 10-14 102 101 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 Idéntica naturaleza. En el vacío: ·f = c = 3·108 m/s Diferencias en su frecuencia y longitud de onda

8 3. Sistemas de comunicación
EVOLUCIÓN Mejorar la fidelidad de la información Aumentar la distancia fuente-receptor Aumentar la capacidad de transmisión Señales Acústicas y Ópticas (bocinas, campanas, fuego, humo, etc) Antes del Siglo XIX

9 3. Sistemas de Comunicación
Siglo XIX ERA DE LAS COMUNICACIONES ELÉCTRICAS: Portadora: Señal eléctrica Medio de transmisión: Cable metálico 1838: Telégrafo (S. Morse) 1876: Teléfono (A. G. Bell) ERA DE LAS RADIOCOMUNICACIONES: Portadora: Onda electromagnética Medio de transmisión: Aire 1895: Primeras emisiones de radio (G. Marconi) Siglo XX COMUNICACIONES OPTICAS: Portadora: Luz Medio de transmisión: Fibras ópticas Década de los 60: Desarrollo del láser y aplicación de las fibras ópticas en comunicaciones

10 Esquema básico de un enlace de comunicaciones
3. Sistemas de Comunicación Esquema básico de un enlace de comunicaciones Mensaje fuente Transductor guía ondas Transmisor Medio de transmisión Receptor aire Transductor Mensaje destinatario

11 3. Sistemas de Comunicación
Modulación ¿Cómo se carga la información sobre la onda electromagnética portadora? Morse Code Alphabet A   .- B   -... C   -.-. D   -.. E   . F   ..-. G   --. H   .... I   .. J   .--- K   -.- L   .-.. M   -- N   -. O   --- P   .--. Q   --.- R   .-. S   ... T   - U   ..- V   ...- W   .-- X   -..- Y   -.-- Z   --.. 0   ----- 1   .---- 2   ..--- 3   ...-- 4   ....- 5   ..... 6   -.... 7   --... 8   ---.. 9   ----. Fullstop   Comma   Query  

12 Modulación de amplitud
3. Sistemas de Comunicación Modulación de amplitud Señal eléctrica moduladora Onda electromagnética portadora GENERADOR ONDA ELECTROMAGNÉTICA PORTADORA CIRCUITO MODULADOR Micrófono (transductor) Onda modulada