ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORALINSTITUTO DE CIENCIAS FSICASLABORATORIO DE FSICA DPrctica # 5TEMA: Ondas electromagnticas

ESTUDIANTE: Jonathan Recalde E.

PROFESOR: Msc. Ronald Rovira Jurado

PARALELO: 5

FECHA: 1 de Diciembre del 2010

Resumen:Se realizaron tres experimentos con el uso de ondas electromagnticas, encaminados a la comprensin de las propiedades de reflexin y refraccin de ondas.

Objetivos:Estudiar la reflexin y refraccin de ondas electromagnticas irradiadas por una antena de bocina. Determinar la longitud de onda de una microonda.

Introduccin:Cuando una onda electromagntica incide sobre una placa metlica, sta sirve como espejo y la onda se refleja verificndose las leyes de reflexin que conocemos de la ptica geomtrica. Si la onda incide sobre un dielctrico parte de la onda se transmitir, pero su direccin se ver modificada. Al igual que en la reflexin de la luz, la relacin entre los ngulos de incidencia y transmisin pueden ser determinados por la ley de Snell. Las ondas estacionarias son aquellas ondas en las cuales, ciertos puntos de la onda llamados nodos, permanecen inmviles. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a travs de un medio. Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio. La amplitud de la oscilacin para cada punto depende de su posicin, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmviles, estacionarios, mientras que otros (vientres o antinodos) lo hacen con una amplitud de vibracin mxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energa mxima.

Procedimiento: El primer experimento que se realizo fue la reflexin de microondas. Para esto, se armo los equipos como indica la figura 1. Se giro la pantalla reflectora de tal forma que la normal de la pantalla forme un ngulo correspondiente al ngulo de incidencia de la tabla 1, con la direccin de la bocina emisora. El segundo experimento fue la refraccin de microondas, para ello se armo los equipos como indica la figura 2.Se giro el prisma sobre la mesita. Se gir el gonimetro hasta que el valor del medidor fue mximo para la onda refractada. El tercer experimento consisti en la determinacin de la longitud de onda; para esto, se deslizo el receptor uno o dos centmetros a lo largo del gonimetro hasta obtener una lectura mxima. Luego se alejo el receptor del emisor hasta obtener varias lecturas de mnimos. Se regres inmediatamente a la lectura de mximo inmediata y se registro la posicin del receptor.

Figura 1 Figura 2

Resultados:

1. Cuando se coloc accidentalmente otra superficie entre las bocina emisora y receptora, se alter el valor del mximo en el medidor, obtenindose un ngulo de reflexin errneo.

2. Al pasar las ondas electromagnticas por el prisma de acrlico, la velocidad con la que se propaga la misma disminuye.

3. Conforme aumentaba la distancia, aumentaba el nmero de mnimos.

Tabla1nngulo de incidenciangulo de reflexin

13030

25050

34040

44548

56064

Tabla2nngulo de incidenciangulo de refraccinndice de refraccin

130181.62

240221.65

350281.63

460311.68

Tabla3NPosicin inicial[cm]Posicin final[cm]Nmero de mnimos

172.273.52

272.274.73

372.276.34

472.277.55

ndice de refraccin de la superficie de acrliconteorico=1.60nprom = 1.65

%E= 3.13%

Clculo de la frecuenciafteorico = 10.5 Ghzposfinalprom= 75.0 cm

%E= 1.90%

Anlisis:

1. Al colocar otro objeto entre las fuentes emisora y receptora, se provocar que cambie el ngulo de incidencia, por lo que al tomar los datos del medidor y mover el gonimetro, se obtendr un ngulo de reflexin que no es el que se esperaba.2. La velocidad de la onda disminuye al pasar por la superficie de acrlico, ya que se disminuye la longitud de onda emitida por la fuente.

3. A medida que se aumentaba la distancia se encontraban ms puntos en donde se superponan las ondas, debido a esto aumentaba el nmero de nodos.

Conclusiones: Se puede considerar que las ondas estacionarias no son ondas de propagacin sino los distintos modos de vibracin de la cuerda, el tubo con aire, la membrana, etc. Cuando una onda electromagntica viaja a travs de un dielctrico, la rapidez de onda es menor que la rapidez de la luz en un vaco. La amplitud de la oscilacin para cada punto depende de su posicin, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Una onda estacionaria se puede considerar como la interferencia de dos ondas de la misma amplitud y longitud de onda: una incidente que se propaga de izquierda a derecha y otra que se propaga de derecha a izquierda.

Bibliografa:

Serway R., Beichner R., Fsica para ciencias e ingenieras, Quinta edicin, Edit McGraw-Hill.Cap.37.

Fsica Universitaria Sears Zemansky. tomo II, Onceava edicin, Edit. Pearson, Cap 32.