ilustraciÓn de fenÓmenos ondulatorios electromagnÉticos mediante un enlace de comunicaciones por...
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ILUSTRACIÓN DE FENÓMENOS ONDULATORIOS
ELECTROMAGNÉTICOS MEDIANTE UN ENLACE DE COMUNICACIONES
POR MICROONDAS
Marta Rojo MartínezDepartamento de FísicaUniversidad de [email protected]
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Protagonistas en el mundo de las Comunicaciones y la Información
UNA EXPERIENCIA DOCENTE
Visualización y demostración sencillas de las propiedades de las ondas electromagnéticas
Objetivo
Sistema de comunicación mediante microondas
• Atractivo y actual
• Mayor experiencia sobre el comportamiento de la luz
mo(10-2 m) >> luz(10-7 m) experimentos a escala macroscópica
Ondas electromagnética
s
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1ª Parte: Revisión de Conceptos
1. ¿Qué es una onda?• Clasificación de ondas• Fenómenos ondulatorios• Propiedades fundamentales de las ondas
2. ¿Qué es una onda electromagnética?• Maxwell y Hertz• Ondas electromagnéticas planas• Reflexión y refracción• Interferencia y difracción• Espectro electromagnético
3. Sistemas de comunicación• Esquema básico de un enlace de comunicaciones• Modulación
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2ª Parte: Exhibición Experimental de Ondas Electromagnéticas
1. Elementos de un enlace de comunicaciones de onda libre a frecuencias de microondas
2. Modulación de amplitud de la onda electromagnética
• Transmisión de una señal eléctrica• Transmisión de señales acústicas
3. Observación de fenómenos ópticos a frecuencias de microondas
• Reflexión• Refracción• Polarización• Interferencia de doble rendija• “Fibra óptica” de microondas
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Fenómenos ondulatorio
s
Luz
Sonido
Olas en agua
En cuerdas
Emisiones radio, TV, telefonía móvil, etc.
Rayos X
....
1. ¿Qué es una onda?
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1. ¿Qué es una onda?
Transporte de energía y cantidad de movimiento sin transporte de materia
ONDA
La perturbación se propaga a través del agua, pero el agua permanece en el mismo
sitio
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Diferencias de las ondas con otros fenómenos que transportan energía y momento
Una vez emitidas las ondas, su velocidad es independiente del movimiento de la fuente y depende de las propiedades del medio en depende de las propiedades del medio en que se propaganque se propagan
Capacidad para bordear obstáculos Interferencia y difracciónInterferencia y difracción
1. ¿Qué es una onda?
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Clasificación de las ondas (I)
Mecánicas: Precisan de un medio material para su propagación (sonido, olas en agua, en cuerdas, muelles, etc.)
Electromagnéticas: No precisan de un medio material que las soporte y se pueden propagar en el vacío
vacío
1. ¿Qué es una onda?
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Clasificación de las ondas (II)
Longitudinales: La dirección de propagación coincide con la dirección de vibración
Transversales: La dirección de propagación y la dirección de vibración son perpendiculares
1. ¿Qué es una onda?
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Propiedades de las ondas
Intensidad-Energía Altura de las olas. Depende del tamaño de las gotas de agua
Frecuencia,f (Periodo,T) Número de olas por unidad de tiempo (tiempo entre olas). Depende del número de gotas por unidad de tiempo
Velocidad (v) Depende de las características de agua
Longitud de Onda () Distancia entre olas. Depende tanto de las características de agua, como del número de gotas por unidad de tiempo
http://www.falstad.com/mathphysics.html
1. ¿Qué es una onda?
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2. ¿Qué es una onda electromagnética?
La Luz
Siglo XVII
NewtonTeoría corpuscular
HuygensTeoría
Ondulatoria
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Siglo XIX Principios de siglo: T. Young demuestra la naturaleza ondulatoria
de la luz mediante su experimento de interferencia de doble rendija
1864: J. C. Maxwell publica su Teoría Matemática del Electromagnetismo predijo la existencia de las ondas electromagnéticas
1888: F. Hertz produjo y detectó ondas electromagnéticas en el laboratorio
1895: G. Marconi demostró la utilidad de las ondas electromagnéticas realizando las primeras emisiones de radio
Maxwell Hertz Marconi
2. ¿Qué es una onda electromagnética?