martes, 6 de noviembre de 2012

PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Es muy interesante ver desde el punto de vista de las Comunicaciones, hablar e interpretar las aplicaciones de las ondas electromagnéticas. En muchas fuente se podrían encontrar infinidades de conceptos los cuales son válidos dependiendo de la aplicación que se le dé a éste, pero sabemos ¿Qué es una onda Electromagnética?. Una onda electromagnética por definicón es  un tipo de radiación en forma de onda que se caracteriza por poseer dos campos: Un campo eléctrico y otro campo magnético, oscilando perpendicularente entre sí. Éstas ondas poseen la característica de viajar incluso estando en el vacío lo que representa algo interesante para estudiar. En el Siguiente video extraído de Youtube, se observa una animación acerca de los principios fundamentales de las ondas electromagnéticas y su respectiva definición:


 
Video 1. Ondas electromagnéticas.

Las ondas electromagnéicas tienen multiples aplicaciones y actualmente son fundamentales para ciertos tipos de dispositivos y especialmente de comunicaciones como las ondas de radio las cuales están incluidas en el espectro de frecuencia. Entonces, entremos en materia. ¿Cómo se propagan las ondas electromagnéticas?

En el capítulo 9 del libro de Sistemas de Comunicaciones de Wayne Tomassi, se explica que las ondas electromagnéticas se da a través del espacio libre y tambien se conocen como propagación de radiofrecuencia o por sus siglas RF que en casos remotos ésta viaja incluso en el vacío como se había dicho anteriormente. Se resalta una cualidad interesante y es que éstas se propagan a traves de cualquier material dielectrico incluyendo el aire pero no se propagan eficientemente a en conductores con perdidas como el agua de mar porque los campos electricos hacen que fluyan corrientes en el material, que disipan con rapidez la energía de las ondas.  (1)

para analizar la propagación de las ondas electromagnéticas se debe tener en cuenta que ellas no muestran una facilidad para visualizarlas por parte del ser humano, pero para llevarlo a un contexto mucho mas realista, se hace una comparación de la propagación de las ondas con respecto a unas fichas de dominó cuando éstas se colocan de manera vertical una atras de la otra con el propósito de aplicarle una fuerza a la primera ficha y esta proporcione fuerza a las demás lo que provoca una caída en serie. Como vemos la fuerza aplicada es transmitida ficha por fichja hasta que todas caigan, provocando la propagación de una onda y de manera simliar ocurre con las ondas electromagnéticas cuando se buscan acelerar cargas electricas lo que provoca la propagación y existe una pequeña diferencia entre las ondas electromagnéticas y las demás, y es que no necesariamente es necesario que exista un medio material para hacerlo.

Es importante resaltar que las ondas electromagnéticas son transversales, en el que los campos oscilan en dirección perpendicular a la dirección de propagación. Es importante resaltar que las ondas electromagnéticas son transversales, en el que los campos oscilan en dirección perpendicular a la dirección de propagación. Por la teoría de Maxwell cuando se cambia un campo se crea otro y es un proceso que se repite continuamente lo cual origina la onda electriomagnética viajera. 

Las ondas electromagnéticas contienen su origen el cual produce su propagación posteriormente. En las siguientes figuras (1 y 2) observamos un esquema de las ondas electromagnéticas a partir de una antena, y las formas de ondas que ésta produce. (Fuente: Jerry D. Wilson, Anthony J Buffa, FISICA 5 ed, 2003) (2)


Fig. 1. Ondas electromagnéticas y su propagación desde la antena. Las cargas se mueven a través de un movimiento armónico simple meidante una fuente de voltaje oscilante. Al intercambiarse la polaridad, éstas ondas se propagan hasta alejarse.

Fig. 2. Frentes planos de las ondas electromagnéticas al propagarse. 



A continuación, le mostraremos un video extraído de Youtube donde se muestra las ondas electromagneticas representadas en la figura anterior cuando éstas se propagan.


Video 2. Comportamiento de la propagación de las ondas electromagnéticas con respecto a sus frentes planos. [3]


Referencias:

(1).. Sistemas de Comunicaciones - Wayne Tomassi. Cap 9, Pag 347.
(2).. Jerry D. Wilson, Anthony J Buffa, FISICA 5 ed, 2003

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