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Copy of Propiedades Opticas de las Ondas de radio

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by

Irene Castañeda

on 12 September 2015

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Transcript of Copy of Propiedades Opticas de las Ondas de radio

...Continuación
Introducción
Ejemplo de Refracción en el agua
Refracción
Las ondas de radio son conocidas generalmente también como radiación electromagnética.
En la atmósfera de la tierra, la propagación del frente de onda-rayo puede alterarse por el comportamiento del espacio libre por efectos ópticos como la refracción, reflexión, difracción, e interferencia.
La refracción puede describirse como un doblamiento. La reflexión como un salto. La difracción como esparcimiento y la interferencia como una colisión.
Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible. Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones.
La ley de Snell (también llamada ley de Snell-Descartes) es una fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz (o cualquier onda electromagnética) con índice de refracción distinto.
Se denomina refracción de una onda al cambio de dirección y de velocidad que experimenta ésta cuando pasa de un medio a otro medio en el que puede propagarse. Cada medio se caracteriza por su índice de refracción.
En la refracción hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo refractado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de refracción al formado por la normal y el rayo refractado.
Cuando la onda pasa de un medio a otro en el que la onda viaja más rápido, el rayo refractado se acerca a la normal, mientras que si pasa de un medio a otro en el que la onda viaja a menos velocidad el rayo se aleja de la normal.
Ernesto Valencia-20112078010
David Gutierrez-2010207
Irene Castañeda -20131378005
Jeison Guevara-20071078026
Estudiantes de Tecnología en Sistematización de Datos
Propiedades Ópticas de las Ondas de radio
Siendo n1 y n2 los índices de refracción de los medios por los que viaja la luz, se cumple que:
Donde ΘØ1 y ΘØ2 son los ángulos que forman los rayos incidente y refractado con la recta normal a la superficie de separación de los medios. Si el segundo medio es mas denso óptimamente, n1 < n2, entonces el rayo refractado se acerca a la normal. Si, en cambio el segundo medio es menos denso, el rayo refractado se aleja de la normal.
FASE Y DESFASE DE LAS ONDAS

La fase de una onda respecto a otra dela misma frecuencia es el alineamiento relativo de sus máximos y sus mínimos. Se dice que dos ondas están en fase cuando sus máximos y sus mínimos respectivos coinciden exactamente.

Se dice que dos ondas están desfasadas 180 grados cuando el máximo de una coincide con el mínimo de la otra.

CONTINUACIÓN....
Para concluir, si dos ondas coinciden en el espacio, su interacción permanece mientras dura esa coincidencia. Por tanto, si tenemos dos ondas superpuestas y viajando en la misma dirección, su interacción será permanente, produciendo lo que se denomina interferencia, y la onda resultante será la suma de las dos ondas iniciales. 

DESCRIPCIÓN DE LAS ONDAS
LA CRESTA (C): Es el punto que ocupa la posición más alta
en una onda.

VALLE (V): Es el punto más bajo de la onda. 

LA AMPLITUD (A): se define como la máxima elongación o máxima amplitud de vibración por encima de la posición de equilibrio de la onda.

LA LONGITUD DE ONDA λ: La distancia que una onda recorre en un tiempo igual al Periodo (T) de denomina longitud de onda y se representa por la letra griega λ (Lambda). También es igual a la distancia entre dos crestas consecutivas de una misma onda entre dos valles consecutivos; generalmente, la longitud de onda se considera como la distancia entre dos puntos que están en el mismo estado de vibración. 

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE UNA ONDA
INTERFERENCIA DE ONDAS DE RADIO
INTERFERENCIA
Es el efecto que se produce cuando dos o más ondas se solapan o entrecruzan. Cuando las ondas interfieren entre sí, la amplitud (intensidad o tamaño) de la onda resultante depende de las frecuencias, fases relativas (posiciones relativas de crestas y valles) y amplitudes de las ondas iniciales.


Las ondas siguen el denominado principio de superposición, que afirma que cuando dos ondas se encuentran en el espacio se combinan en ese punto de encuentro, siguiendo posteriormente cada una de ellas su camino anterior sin producirse ninguna variación ni en su amplitud ni en su frecuencia ni en su fase.
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
GRÁFICA DE INTERFERENCIA DE DOS ONDAS

INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA
Si las ondas tienen la misma frecuencia, y están en fase, se dice que su interferencia es constructiva, dando lugar a una onda resultante de la misma frecuencia cuya amplitud es mayor que las amplitudes de las ondas originales.
INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA
INTERFERENCIA DESTRUCTIVA I
Si las ondas están desfasadas (es decir, la cresta de una onda encuentra un valle de otra en un mismo punto), ambas ondas se interferirán destructivamente, resultando en una onda de menor intensidad que cualquiera de las componentes.

INTERFERENCIA DESTRUCTIVA I
INTERFERENCIA DESTRUCTIVA II
Si las ondas están desfasadas 180 grados, se dice que su interferencia es destructiva, ya que si sus amplitudes son iguales, la amplitud de la onda resultante es cero.

Esto, por supuesto, es una simplificación, porque supondría que la energía contenida en ambas ondas desaparecería. En realidad, no hay ondas infinitamente delgadas, por lo que al superponer dos ondas, se dan interferencias constructivas en unas zonas y destructivas en otras.
INTERFERENCIA DESTRUCTIVA II
REFLEXION
Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y se llama difusión.
En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado.

Difracción
Difracción


Se ha de tener en cuenta que en la difracción Fraunhofer, el observador se encuentra a una distancia grande en comparación con la anchura de la rendija y esta condición no se cumple en esta simulación. Su objetivo no es el cálculo de los mínimos de difracción sino la de mostrar que la difracción no es un fenómeno cualitativamente distinto de la interferencia.


Se introduce

Longitud de onda λ=10
Anchura de la rendija b=40
Se seleccionan 20 fuentes secundarias

Se observa el primer mínimo de difracción en la posición y=50. Primero, calculamos el ángulo tanθ=50/200, y luego, comprobamos que b·sinθ≈λλ




El principio de Huygens establece que todo
punto sobre determinado frente de onda esférico
se puede considerar como una fuente puntual
secundaria de ondas electromagnéticas, desde el
cual se irradian y alejan otras ondas secundarias.

Cuando un frente de onda pasa cerca de un obstáculo o discontinuidad cuyas dimensiones sean de tamaño comparable a una longitud de onda, no se puede usar el análisis geométrico simple para explicar los resultados y es necesario recurrir al principio de Huygens, que se puede deducir de las ecuaciones de maxwell.

Es la modulación o distribución de la energía dentro de la fuente de onda, al pasar cerca de la orilla de un objeto opaco.
Es el fenómeno que permite que las ondas luminosas o de radio se propaguen en torno a esquinas.

Difracción

Cuando se considera un frente de
onda plano y finito como en esta figura, es incompleta la anulación en dirección aleatorias, entonces, el frente de onda se reparte o se dispersa hacia afuera. A este efecto de dispersión se le llama difaccion.

Se ve que la anulación de ondulaciones solo es parcial.se lleva a cabo en torno a la orilla del obstáculo, lo que permite las ondas secundarias se “escurran” en torno a las aristas o esquinas de un obstáculo, hacia lo que se llama zona de sombra.

La cantidad de difracción estará dada
en función del tamaño de la abertura
y de la longitud de onda.
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