ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
INTRODUCCIÓN
La radiación electromagnética es una de muchas maneras como la energía viaja a través del espacio. El calor de un fuego que arde, la luz del sol, los rayos X que utiliza tu doctor, así como la energía que utiliza un microondas para cocinar comida, son diferentes formas de la radiación electromagnética. Mientras que estas formas de energía pueden verse muy diferentes una de otra, están relacionadas en que todas exhiben propiedades características de las ondas.
Si alguna vez has ido a nadar al océano, ya estás familiarizado con las ondas. Las ondas son simplemente perturbaciones en un medio físico particular o en un campo, que resultan en vibraciones u oscilaciones. La subida de una ola en el océano, junto con su caída subsecuente, son simplemente una vibración u oscilación del agua en la superficie del mar. Las ondas electromagnéticas son similares pero también distintas, pues de hecho consisten en 222 ondas que oscilan perpendicularmente la una de la otra. Una de las ondas es un campo magnético que oscila; la otra, un campo eléctrico que oscila. Podemos visualizar esto de la siguiente manera:
Podemos dibujar la radiación electromagnética como dos campos que oscilan: un campo eléctrico (que oscila sobre el plano de la página o de la pantalla de la computadora) y un campo magnético (que, en este caso, oscila hacia adentro y hacia afuera de la página). El eje "y" es la amplitud y el eje "x" es la distancia en el espacio.
¿Qué son las Ondas Electromagnéticas?
La Luz, el microondas, rayos X, y las retransmisiones de televisión y de radio son todos ejemplos de tipos de ondas electromagnéticas.
La electricidad estática puede ser la que se obtiene al frotar un globo a la ropa y si pones tu pelo cerca se ponen los pelos de punta. Se crea un campo electrico o lo que es lo mismo, una región del espacio donde hay electricidad (estática).
El magnetismo también puede ser estático, como un imán de una nevera. El imán genera un campo magnético, es decir una región del espacio donde imanta (atráe hierro), fuera de esa regíon no hay efecto de imantar. Si ponemos un trozo de hierro muy lejos del imán (fuera de su campo), el trozo de hierro no será atraido.
Cuando se cambian o se mueven juntos los dos campos, el eléctrico y el magnético, generan ondas electromagnéticas.
Las radiaciones electromagnéticas son las generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose a la vez (oscilando). Cada partícula genera lo que se llama un campo, por eso también se dice que es una mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético.
Estas radiaciones electromagnéticas generan unas ondas que se pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vacío. Imaginemos que movemos de forma oscilatoria (de arriba a bajo) una partícula cargada eléctricamente (o magnéticamente) como la de la figura:
Como vemos se crea una perturbación a su alrededor, que es lo que llamamos una onda. Esta onda depende de la velocidad y la fuerza con la que movamos la partícula, y de la amplitud o distancia entre el inicio y el final del recorrido.
Cambiando estos valores podemos cambiar el tamaño de la onda. La onda generada tendrá la misma forma pero más grande y/o con mas ondulaciones por segundo.
Si la partícula tiene un componente eléctrico, pero también uno magnético ya tenemos generada una radiación electromagnética, con su onda electromagnética.
Las ondas electromagnéticas se forman cuando un campo eléctrico (que se muestra en flechas rojas) pareja con un campo magnético (que se muestra en flechas azules). Los campos magnéticos y eléctricos de una onda electromagnética son perpendiculares entre sí y a la dirección de la onda.
Pero vamos analizar la onda generada.
Para medir una onda tenemos 3 datos muy importantes como podemos ver en la siguiente figura:
Partes de una Onda Electromagnética
Longitud de Onda: Distancia entre dos crestas.
Amplitud : Es la máxima perturbación de la onda. La mitad de la distancia entre la cresta y el valle.
Frecuencia: Número de veces que se repite la onda por unidad de tiempo. Si se usa el Hertzio es el numero de veces que se repite la onda por cada segundo.
Además hay otros dos datos también interesantes:
Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la frecuencia.
Velocidad: la velocidad de la onda depende del medio por el que se propague (por donde viaje). si la onda viaja por el vació su velocidad es igual a la de la luz 300.000Km/segundo. Si se propaga por el aire cambia, pero es prácticamente igual a la del vació.
Bueno ya tenemos nuestra onda viajando por el aire. Pero..... resulta que una onda electromagnética no se genera por una sola partícula, sino que son dos partículas diferentes, una eléctrica y otra magnética. Además su movimiento es perpendicular, lo que hace la onda sea una mezcla de dos ondas perpendiculares, una eléctrica y otra magnética. Aquí vemos en la figura las dos ondas generadas por las dos partículas a la vez. Una moviéndose sobre el eje Z y la otra sobre el eje Y:
Aquí puedes ver una animación de la generación de una onda electromagnética. Verás como se mueven las partículas en cada eje y como generan la onda: Onda Electromagnética
Pero...¿Por qué son tan importantes las ondas electromagnéticas?. Pues que son una forma de transportar energía por el aire. No tiene barreras.
Podemos emitir una señal desde un receptor (el punto donde se genera la onda) y recibirla en un receptor (el punto donde cogemos la onda). Esta onda puede contener información, que primero, esta información se deberá convertir en una señal en forma de onda electromagnética, y una vez recibida por el receptor, descodificarla y recibir la misma información que se envió. ¡¡¡Ya podemos enviar información por el aire sin necesidad de cables o elementos físicos!!!.
conozcamos un poco ma's del tema.
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PROGRAMACION DE LAS FORMULAS EN C++
# include <iostream>
# include <conio.h>
# include <math.h>
using namespace std;
int main()
{
int OPCION;
cout<<"MENU\n";
cout<<"+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";
cout<<"(1) CALCULO DE NUEMRO DE ONDAS\n";
cout<<"(1) CALCULO DE LA LONGITUD DE ONDA\n";
cout<<"(1) CALCULO DE ONDAS ELECTROMAGNECTICAS\n";
cout<<"ingrese una opcion :"; cin>> OPCION;
switch(OPCION)
{
{ case 1:
{
cout<<"CALCULO DE NUMERO DE ONDAS\n";
cout<<"+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";
int L,l1;
double k,pi=3.141592;
cout<<"ingrese la longitud de onda :"; cin>>l1;
L=50;
while(l1<=L)
{k=2*pi/l1;
l1=l1+2;
cout<<"el numero de onda k= "<<k<<endl;
}
};break;
case 2:
{
cout<<"CALCULO DE LA LONGITUD DE ONDA\n";
cout<<"+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";
int L,v,t;
cout<<"ingrese el periodo :"; cin>>t;
L=v*t;
cout<<"la longitud de oonda L ="<<L<<endl;
}
case 3:
{
cout<<"CALCULO DE LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS\n";
cout<<"+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";
int a,w,t,x;
double y,k;
cout<<"ingrese la amplitud (a) :"; cin>>a;
cout<<"ingrese la frecuencia angular(w):"; cin>>w;
cout<<"ingrese el tiempo (t) :"; cin >>t;
cout<<"ingrese # de ondas (k) :"; cin >>k;
x=100
while (a<=x)
{
y=a*sen(w*t-kx);
a=a+2;
cout<<"la onda electromagentica Y ="<<y<<;
}
}; break;
}
default :
{
cout<<"no es una OPCION"<<endl;
}
}
return 0;
}