INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECNICA Y ELCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA

CAMPOS Y ONDAS ELECTROMAGNTICAS PRCTICA 3: PTICA ELECTROMAGNTICA 2

PROFESOR: VALENTN CASILLAS SANCHEZ

GRUPO: 3CM14

EQUIPO: AMAYA MORALES VCTOR DANIEL GUERRERO MARTINEZ JOANNA MUOZ ESPINO ALEJANDRO VARGAS LUNA SERGIO

FECHA DE ENTREGA 07 DICIEMBRE 2011

IntroduccinLa ptica electromagntica es analizada por el estudio de la luz considerando su naturaleza de onda electromagntica. La luz se propaga en forma de dos ondas vectoriales mutuamente acopladas, una onda para el campo elctrico y otra para el campo magntico, y esta propagacin de las ondas luminosas viene descrita por las ecuaciones de Maxwell para el campo electromagntico. La luz es una onda transversal que se propaga en el vaco precisamente a la velocidad de la luz. Sabemos que la luz se comporta como una onda y su velocidad es constante e igual a 3x10^8 m/s. Para esto hay que analizar la polarizacin de la luz, incluyendo la polarizacin lineal y elptica, la medida de la polarizacin, la ley de Malus y el grado de polarizacin. Tambin daremos una breve descripcin de la reflexin y refraccin de la luz entre dos medios dielctricos y se analizan los coeficientes de reflexin y transmisin, fundamentalmente en incidencia normal. En ciertas situaciones es posible hacer uso de la ptica geomtrica (ptica de rayos) para describir la propagacin de la luz en instrumentos pticos e incluso existe una aproximacin conocida como ptica ondulatoria escalar que no tienen en cuenta el carcter vectorial de las ondas luminosas y que permite analizar fenmenos como las interferencias y la difraccin. Sin embargo, estas teoras de rayos y de ondas escalares son incapaces de proporcionar una descripcin completa de la reflexin y refraccin, ni describir los fenmenos de polarizacin, las cuales ponen de manifiesto el carcter transversal de las ondas luminosas. Algunos de los fenmenos pticos electromagnticos son: Reflexin Refraccin Difraccin Interferencia

Objetivo Visualizar los fenmenos pticos presentes en los campos electromagnticos con diferentes materiales Descubrir efectos reflexivos de los campos electromagnticos en condiciones de frontera

Materiales Soporte universal Placa de aluminio Placa de acrlico Lente ptico Entrenador MWT-530 1 Metro

DesarrolloLENTES Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva. Las lentes ms comunes se basan en el distinto grado de refraccin que experimentan los rayos de luz al incidir en puntos diferentes de la lente. Entre ellas estn las utilizadas para corregir los problemas de visin en gafas, anteojos o lentillas. Tambin se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio astronmico fue construido por Galileo Galilei usando una lente convergente (lente positiva) como objetivo y otra divergente (lente negativa) como ocular. Existen tambin instrumentos capaces de hacer converger o divergir otros tipos de ondas electromagnticas y a los que se les denomina tambin lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrnicos las lentes son de carcter magntico. En astrofsica es posible observar fenmenos de lentes gravitatorias cuando la luz procedente de objetos muy lejanos pasa cerca de objetos masivos, y se curva en su trayectoria.

Reflexin: Propiedad de ciertos materiales que reflejan la luz. Se puede especificar el porcentaje de reflexin as como lo difuminado que est.

Refraccin: Cualidad de los materiales transparentes o traslucidos de variar la trayectoria de los fotones (luz) que los atraviesan distorsionando as lo que se ve a travs de ellos. La cantidad de variacin de la trayectoria la da el ndice de Refraccin. Interferencia y difraccin Robert Boyle y Robert Hooke y a dicha teora la propuso Isaac Newton, los demas descubrieron, de forma independiente, el fenmeno de la interferencia conocido como anillos de Newton. Hooke tambin observ la presencia de luz en la sombra geomtrica, debido a la difraccin, fenmeno que ya haba sido descubierto por Francesco Maria Grimaldi. Hooke pensaba que la luz consista en vibraciones propagadas instantneamente a gran velocidad y crea que en un medio homogneo cada vibracin generaba una esfera que crece de forma regular. Con estas ideas, Hooke intent explicar el fenmeno de la refraccin e interpretar los colores. Sin embargo, los estudios que aclararon las propiedades de los colores fueron desarrollados por Newton que descubri en 1666 que la luz blanca puede dividirse en sus colores componentes mediante un prisma y encontr que cada color puro se caracteriza por una refractabilidad especfica. Las dificultades que la teora ondulatoria se encontraba para explicar la propagacin rectilnea de la luz y la polarizacin (descubierta por Huygens) llevaron a Newton a inclinarse por la teora corpuscular, que supone que la luz se propaga desde los cuerpos luminosos en forma de partculas. En la poca en que Newton public su teora del color, no se conoca si la luz se propagaba instantneamente o no. El descubrimiento de la velocidad finita de la luz lo realiz en 1675 Olaf Roemer a partir de observaciones de los eclipses de Jpiter.

Realizacin de la Prctica1.- Medimos la distancia entre las antenas o entrenador MWT-530 y lo pusimos a 40 cm

2.- Pusimos el Lente ptico en la antena receptora y en la transmisora y tomamos el amperaje

Fijarse en la concavidad del lente

a)

Registro: 2.2mA

b)

Registro: 1.7mA

OJO:

*Cada que acercamos el lente a las antenas el registro de amperaje es el mismo que el amperaje inicial (en este caso a 1mA) por lo que solo visualizamos pura transmisin.

3.- Con las placas de aluminio y de acrlico las pusimos de la misma manera para poder saber que efecto se estaba realizando a) Con la placa de acrlico:

Registro: 0.8mA

b) Con la placa de aluminio:

Registro: 0.2mA

4.- Sacamos la antena receptora y la pusimos a 45 y pusimos a la misma medida las placas de aluminio lo cual se observo una reflexin y con la de acrlico una refraccin. a) Sin la placa Registro: 0.2mA

b) Con la placa de aluminio

Registro: 1.8mA

6cm .

c) Con la placa de acrlico

Registro: 0.6mA6cm .

ConclusionesSergio: Seguimos viendo los fenmenos pticos electromagnticos, pero en este caso pusimos diferentes materiales los cuales nos ayudaron a aclarar dichos fenmenos como pusimos una lmina de metal de aluminio y una de acrlico, notamos los amperajes como eran y que fenmeno estaba realizando, al igual que con un lente ptico que fenmeno se vea y as conclu como los campos electromagntico tienen dichos fenmenos pticos al igual que la luz. Daniel: Continuando con la ptica electromagntica y despus de haber visto los resultados que se obtuvieron en las placas, podemos resaltar una importante diferencia entre ambos materiales. Con la placa de acrlico existi una mayor transmisin de la onda que con la de aluminio, pero la placa de aluminio present una mayor reflexin que la de acrlico. Esto nos habla de que el material transparente, al colocarlo en las antenas a 45, parte de la onda se desva en la refraccin y en la transmisin, en cambio con la placa de aluminio podemos reflejar mayor parte de la onda para canalizarla a la otra antena. En el caso del lente ptico la concavidad de ste influye mucho para la onda, puesto que la onda es refractada por el lente y luego la transmite en otras direcciones, la parte curva desva a la onda en otras trayectorias (caso b) de la prctica). Joanna: Realizamos la siguiente prctica de continuacin de la ptica electromagntica con el objetivo de comprobar los fenmenos pticos con diferentes materiales, distancias y ngulos. Logrando el objetivo. Utilizamos materiales como metal, acrlico y un lente los cuales colocamos entre las antenas con ciertas distancias y ngulos, y con el ampermetro medamos las diferentes corrientes que nos indicaba el tipo de fenmeno ptico que se presentaba con esos materiales, con las distancias y ngulos. Alejandro: Fueron observados los diferentes fenmenos pticos electromagnticos que existen tales como reflexin, refraccin, transmisin etc., y as comprobamos la corriente medida en miliamperes de cada uno de los diferentes materiales utilizados en esta prctica: placa de aluminio, placa de acrlico y lente ptico. Ahora bien, el principal fenmeno que observamos fue la reflexin, la cual variaba de acuerdo al tipo de material con el que se trabaj. Por ltimo observamos que la corriente medida en cada uno de los materiales a sus determinadas distancias y posiciones entre el generador de rayos MWT-530 no tuvo gran variacin con respecto a la corriente medida en la primera parte de esta prctica en la que utilizamos slo un prisma de cera.

Bibliografahttp://www.alzhem.com/_support/_tutorials/tutorial06.htmJohnk, Carl T. Teora Electromagntica principios y aplicaciones Ed. Limusa Mxico 1981, Pg. 417-448