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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
Ondas electromagnéticas planas
2. ¿Qué es una onda electromagnética?
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
Propiedades de los campos eléctrico y magnético de una onda electromagnética plana:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/viewtopic.php?t=52
Dirección campo E Polarización
2. ¿Qué es una onda electromagnética?
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
Reflexión y Refracción de una onda electromagnética en la superficie de separación entre dos medios
2. ¿Qué es una onda electromagnética?
rayo incidenterayo reflejado
rayo refractado
v1 > v2
v2
1
2
Para ángulos de incidencia mayores que el ángulo crítico, toda la radiación incidente se refleja
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
Aplicación en Fibras Ópticas Importante avance tecnológico en el campo de las comunicaciones
v1
v2 > v1
v1
v2 > v1
Sección longitudinal
Sección transversal
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)
2. ¿Qué es una onda electromagnética?
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
Interferencia es la superposición de dos o más ondas en una región del espacio. El resultado de esta superposición puede ser :
Experimento de interferencia de doble rendija de Young para
demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz
min
max
max
max
min
min
min
2. ¿Qué es una onda electromagnética?
2. ¿Qué es una onda electromagnética?
Idéntica naturaleza. En el vacío: ·f = c = 3·108
m/s
Diferencias en su frecuencia y longitud de onda
Longitud de onda, m
MICROONDAS
ONDAS DE RADIOINFRARROJO ULTRAVIOLETA
RAYOS X
RAYOS GAMMA
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
VISIBLE
ÁTOMOS
NÚCLEOS
105 106 107 1017101610151014101310121010 1011109108 1020 1021 10221018 1019
Frecuencia, Hz
103 10-14102 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
3. Sistemas de comunicación
Antes del Siglo XIXSeñales Acústicas y Ópticas(bocinas, campanas, fuego,
humo, etc)
EVOLUCIÓN
Mejorar la fidelidad de la información
Aumentar la distancia fuente-receptor
Aumentar la capacidad de transmisión
ERA DE LAS COMUNICACIONES ELÉCTRICAS:
Portadora: Señal eléctrica Medio de transmisión: Cable metálico
1838: Telégrafo (S. Morse)
1876: Teléfono (A. G. Bell)
Siglo XIX
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
3. Sistemas de Comunicación
3. Sistemas de Comunicación
Esquema básico de un enlace de comunicaciones
guía ondas
aire
Transductor
Transmisor
Receptor
Transductor
Mensaje fuente
Mensaje destinatario
Medio de transmisión
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 --..
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3. Sistemas de Comunicación
Modulación
¿Cómo se carga la información sobre la onda electromagnética portadora?
3. Sistemas de Comunicación
Modulación de amplitud
Señal eléctrica moduladora
Onda electromagnética portadora
GENERADOR ONDA ELECTROMAGNÉTICA
PORTADORA
CIRCUITO MODULADOR
Micrófono (transductor)
Onda modulada