Espectro Electromagnético Ondas Electromagnéticas Fenómeno físico de ondas que viajan por del espacio Oscar Estrada Grupo: 62 26/05/2011 Espectro Electromagnético JUSTIFICACIÓN Espectro electromagnético es una de los varios temas relacionados con las ciencias básicas y aplicadas a varias facultades como lo es la ingeniería, su tema es fundamental para entender y conocer un poco mas como esto ocurre en nuestras vidas y entender mas sobre los fenómenos físicos que ocurren y como pueden ser utilizados para un beneficio propio. Esto con el fin e entender y conocer sobre la importancia de este tema ya que en la vida que llevamos hoy en día los fenómenos físicos se presentan de una forma involuntaria, la cual estudiantes de diferentes carreras pueden utilizarlos para desarrollos de proyectos y generación de nuevas de empresas. Con el fin de enriquecer este tema el desarrollo del proyecto involucra a conocer en que tipos de temas se ha aplicado este fenómeno físico. Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético CONTENIDO HISTORIA 4 ONDAS ELECTROMAGNETICAS 4 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO 5 ONDAS DE RADIO AM 6 ONDAS DE TV. Y RADIO DE FM 6 MICROONDAS 6 RAYOS INFRARROJOS 7 RAYOS VISIBLES (LUZ VISIBLE) 7 RAYOS ULTRAVIOLETAS 7 RAYOS X 7 RAYOS GAMMA 8 ESTUDIO EXPERIMENTAL DEL ESPECTRO VISIBLE (LUZ) 8 DISPERSIÓN DE LA LUZ 8 DIFRACCIÓN DE LA LUZ 8 INTERFERENCIA 9 PROYECTO 9 DESARROLLO 9 JAULA DE FARADAY 9 SENSOR DE INFRARROJOS (EMISOR Y RECEPTOR). 10 CONCLUSIONES 11 BIBLIOGRAFÍA 12 Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético HISTORIA James Clerk Maxwell fue el primero en hacer la observación teórica de que un campo electromagnético variable admite una solución cuya ecuación de movimiento se corresponde a la de una onda. Eso sugería que el campo electromagnético era susceptible de propagarse en forma de ondas, tanto en un medio material como en el vacío. Esas observaciones llevaron a Maxwell a proponer que la luz visible realmente está formada por ondas electromagnéticas. La trascendencia de la teoría de Maxwell estriba en que proporcionaba una descripción matemática del comportamiento general de la luz. En particular este modelo describe con exactitud cómo se puede propagar la energía en forma de radiación por el espacio en forma de vibración de campos eléctricos y campos magnéticos. ONDAS ELECTROMAGNETICAS Una onda electromagnética es la perturbación simultánea de los campos eléctricos y magnéticos existentes en una misma región (James C. Maxwell fue quien descubrió las ondas electromagnéticas). Las ondas originadas por los campos eléctricos y magnéticos son de carácter transversal, encontrándose en fase, pero estando las vibraciones accionadas en planos perpendiculares entre sí. Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio, si bien todas las ondas electromagnéticas son iguales por su naturaleza, los efectos que ocasionan no son siempre iguales, razón por la cual a cada grupo de ondas electromagnéticas que dan lugar a efectos similares se les ha asignado un nombre. La luz visible forma parte del espectro electromagnético, teniendo como límites el violeta de 4 100 A° y el rayo de 7 000 A°. Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético ONDAS DE RADIO AM Reciben este nombre por ser las que emplean las estaciones de radiocomunicación para realizar sus transmisiones. Son emitidas por circuitos oscilantes de radio por intermedio de una antena emisora. Tienen longitudes de onda entre 200 y 600 m. ONDAS DE TV. Y RADIO DE FM Estas ondas tienen las mismas características que las de radio AM, pero sus frecuencias son más altas (longitud de onda corta) que las que normalmente usan las emisoras de radio. Las ondas de T.V. son más cortas aún que las de radio FM. Las ondas de radio FM (10 y 50 m de longitud de onda), se les llama ondas cortas y tienen un alcance mayor que las de radio comercial y que las de TV; esto se debe a que en la atmósfera hay una capa llamada ionosfera situada a 100 km de altura que actúa como un espejo tan sólo para las ondas de radio FM, pero son prácticamente transparente para las ondas largas así como también para las de TV. Es así que las ondas de TV tienen solo un alcance de 150 km, a no ser que se recurra a retransmisoras. MICROONDAS Son ondas electromagnéticas de frecuencias más altas que las de radio y TV (108 – 1012 Hz). Se producen mediante un generador de pulsos eléctricos de duración muy corta que en combinación con una antena parabólica se transforma en onda electromagnética. En la actualidad el uso de estas ondas se hace imprescindible en las señales de televisión y transmisiones telefónicas. - Los sistemas radiotelefónicos enlazan todo el mundo mediante microondas. Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético - Las transmisiones de televisión se realizan por la vía satélite gracias a las microondas. RAYOS INFRARROJOS Se les conocen también como rayos caloríficos debido a que son emitidos por cuerpos calientes o en estado de incandescencia (temperatura mayor de 500 °C).Estos rayos producen una sensación de calor en la piel. Tienen múltiples usos, así por ejemplo; se utilizan en la obtención de tomas fotográficas con efectos nocturnos en pleno día; así también se pueden tomar fotografías en plena oscuridad sin necesidad de emplear el “FLASH”, para ello se requiere material infrarrojo; esto generalmente lo usan los fotógrafos o técnicos profesionales para casos especiales. RAYOS VISIBLES (LUZ VISIBLE) Son ondas luminosas capaces de estimular el ojo humano; los demás rayos no pueden ser percibidos por la visión humana. Estos rayos visibles toman colores definidos, su descomposición se realiza generalmente con ayuda de cuerpos cristalinos. RAYOS ULTRAVIOLETAS Su nombre deriva de su posición en el espectro electromagnético respecto al color violeta de la luz visible (frecuencia inmediatamente superior a la radiación violeta). Su fuente natural es la proveniente del Sol, sin embargo los técnicos lo producen por medio de lámparas de vapor de mercurio. RAYOS X Se puede considerar como el fenómeno inverso al efecto fotoeléctrico. Cuando se dirige una corriente de electrones emitida de un cátodo, acelerado por una diferencia de potencial muy alta hacia el ánodo, se producen los rayos X. Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético RAYOS GAMMA Son radiaciones electromagnéticas de muy alta frecuencia y por lo tanto de gran energía y poderosamente penetrante. Proviene de un cambio de energía de un protón a un neutrón. Así por ejemplo, la explosión de una bomba atómica produce una emisión formidable de estos rayos, que pueden producir daños irreversibles en los seres vivos. ESTUDIO EXPERIMENTAL DEL ESPECTRO VISIBLE (LUZ) DISPERSIÓN DE LA LUZ Es un fenómeno físico que consiste en la descomposición de un haz de luz en sus colores componentes. Este visto en el espectro electromagnético que la luz visible está ubicado en un intervalo de frecuencia. Ahora el fenómeno de refracción se hace más acentuado para radiaciones de frecuencias elevadas que para las de frecuencias bajas. Este fenómeno se deja notar fácilmente haciendo pasar la luz blanca a través de un prisma. Pues ahí se producen dos refracciones consecutivas. Se observa que las radiaciones de menor frecuencia (color rojo) se desvían mucho menos que las de frecuencia más elevada (color violeta). DIFRACCIÓN DE LA LUZ Es aquel fenómeno ondulatorio que consiste en la flexión (curva) que experimenta una onda al pasar por los bordes de un obstáculo, rodeando prácticamente esta barrera. Algunas Ventajas de la Difracción: - Gracias a la difracción de las ondas sonoras es posible hablar con alguien que está detrás de un muro. Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético - Gracias a la difracción las ondas de radio y televisión se difractan con respecto a los carros y llegan a la antena del receptor (aunque las ondas de radio llegan con mayor facilidad que las de televisión). INTERFERENCIA Es aquel fenómeno ondulatorio que consiste en el reposamiento o destrucción de las ondas de una misma naturaleza al encontrarse en una misma región del espacio. PROYECTO DESARROLLO Las ondas electromagnéticas son capaces de penetrar muy ligeramente en las superficies conductoras, siempre más cuanto mayor es su longitud de onda. Esa es probablemente una de las razones por las que las rejillas frontales de los microondas siempre están separadas unos centímetros del exterior de la puerta. También podemos investigar cualitativamente este fenómeno con nuestra «jaula de Faraday», que es como se llaman estos dispositivos que sirven para aislar una región de la radiación electromagnética. JAULA DE FARADAY El efecto jaula de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de los campos externos. Esto se debe a que, cuando el conductor está sujeto a un campo electromagnético Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético externo, se polariza, de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario. Puesto que el conductor se ha polarizado, este genera un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto en sentido al campo electromagnético, luego la suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0. SENSOR DE INFRARROJOS (EMISOR Y RECEPTOR). Este LED emite un tipo de radiación electromagnética llamada infrarroja, que es invisible para el ojo humano porque su longitud de onda es mayor a la del espectro visible. Ya que no podremos ver a simple vista si nuestro emisor esta funcionando (al polarizarlo), tendremos que comprobarlo utilizando alguna cámara de fotografía o video digital, como la de nuestro celular. Este dispositivo se diferencia de un transistor común por que su base ha sido sustituida por un cristal fotosensible que regula el flujo de corriente colector – emisor de acuerdo a la luz incidente sobre él (en nuestro caso luz infrarroja). Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético CONCLUSIONES De acuerdo a la investigación se consulto diferentes páginas y se utilizaron métodos de autoayuda para generar la complementación del proyecto y así generar una buena presentación como expositor. Se utiliza técnicas de aprendizaje para la desarrollo de un tema fácil y que se ve todos los días en algún fenómeno visto Permite desarrollar técnicas de investigación y entendimiento sobre la materia y poder generar una fácil comprensión Se realiza por medios lúdicos o de desarrollo mental un aporte al entendimiento de cómo se aplica el tema a nuestra facultad y como podernos implementarla Oscar Estrada Grupo: 62 Espectro Electromagnético BIBLIOGRAFÍA Anonimo. (30 de 04 de 2011). circuitos electronicos. Obtenido de http://www.circuitoselectronicos.org/ Caroy, R. (s.f.). Recuperado el 10 de 05 de 2011, de http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/49%20ondas%20electromagneticas%20i.pdf ''imagenes'', G. (s.f.). Google ''imagenes''. Obtenido de www.google.com.co Wikipedia. (s.f.). Wikipedia. Recuperado el 15 de http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9tica Oscar Estrada Grupo: 62 05 de 2011, de Espectro Electromagnético INDICE C campo, 4 campo electromagnético, 4 E electromagnética, 4 electromagnético, 2 espectro, 7 I infrarrojos, 10 Infrarrojos, 7 J James Clerk Maxwell, 4 L LED, 10 longitud, 5 O onda, 4 Ondas de TV, 6 P planos perpendiculares, 4 R radiación, 4 radio, 5 Radio, 6 rayos, 7 Rayos, 8 rayos gamma, 5 V vibraciones, 4 Oscar Estrada Grupo: 62