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   --..

0   ----- 1   .---- 2   ..--- 3   ...-- 4   ....- 5   ..... 6   -.... 7   --... 8   ---.. 9   ----. Fullstop   .-.-.- Comma   --..-- Query   ..--..

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