ILUSTRACIÓN DE FENÓMENOS ONDULATORIOS

ELECTROMAGNÉTICOS MEDIANTE UN ENLACE DE COMUNICACIONES

POR MICROONDAS

Marta Rojo MartínezDepartamento de FísicaUniversidad de Murciamrojo@um.es

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

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

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

Fenómenos ondulatorio

s

Luz

Sonido

Olas en agua

En cuerdas

Emisiones radio, TV, telefonía móvil, etc.

Rayos X

....

1. ¿Qué es una onda?

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

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?

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?

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?

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?

2. ¿Qué es una onda electromagnética?

La Luz

Siglo XVII

NewtonTeoría corpuscular

HuygensTeoría

Ondulatoria

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?