1 ILUSTRACIÓN DE FENÓMENOS ONDULATORIOS ELECTROMAGNÉTICOS MEDIANTE UN ENLACE DE COMUNICACIONES POR MICROONDAS Marta Rojo Martínez Departamento de Física Universidad de Murcia [email protected]

2 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 electromagnéticas

3 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

4 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

5 Fenómenos ondulatorios  Luz  Sonido  Olas en agua  En cuerdas  Emisiones radio, TV, telefonía móvil, etc.  Rayos X .... 1. ¿Qué es una onda?

6 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

7 Diferencias de las ondas con otros fenómenos que transportan energía y momento depende de las propiedades del medio en que se propagan  Una vez emitidas las ondas, su velocidad es independiente del movimiento de la fuente y depende de las propiedades del medio en que se propagan Interferencia y difracción  Capacidad para bordear obstáculos  Interferencia y difracción 1. ¿Qué es una onda?

8 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?

9 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?

10 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?

11 2. ¿Qué es una onda electromagnética? La Luz Siglo XVII Newton Teoría corpuscular Huygens Teoría Ondulatoria

12 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 HertzMarconi 2. ¿Qué es una onda electromagnética?