Difracción De Microondas
Páginas: 5 (1037 palabras)
Publicado: 13 de junio de 2012
Laboratorio No. 2 – Física III
DIFRACCION DE MICROONDAS
MARCO TEÓRICO
TEORIA DE DIFRACCION
La difracción es un fenómeno característico de las ondas, que es observable cuando una onda atraviesa una rejilla cuyo tamaño es del orden de su longitud de onda.
Se observa cuando se distorsiona una onda por un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud de la misma, por lotanto, los efectos de la difracción disminuyen hasta hacerse indetectables a medida que el tamaño del objeto aumenta comparado con la longitud de onda.
La difracción se debe a la interferencia que sufren las ondas con la superposición de ondas coherentes entre sí.
REDES DE DIFRACCION
Una red de difracción es una estructura repetitiva que se utiliza para introducir una perturbación periódicaen un frente de onda. Entre las configuraciones más sencillas se encuentra la red plana de transmisión formada por una serie de rendijas idénticas y equiespaciadas.
Si un frente de ondas plano incide sobre una red y observamos la difracción deFraunhofer en una pantalla alejada, la distribución de intensidad la podemos expresar por:
I= I0sinββ2sinNαsinα2
En donde:
El primer factor entreparéntesis está referido a la difracción producida por cada rendijade ancho α presente en la red. El segundo factor proviene de la interferencia entre las N rendijas de la red, las cuales se hallan separadas en b.
DIFRACCION POR ABERTURA RECTANGULAR
Posiciones de los mínimos intensidad En el caso de la difracción de Fraunhofer a través de una rendija rectangular estrecha de ancho a, se puededemostrar que los mínimos de intensidad se presentan para aquellas posiciones que cumplen la condición expresada en la siguiente ecuación:
asenθ=mλ; m=±1, ±2…
En la figura, se muestra el obstáculo, una abertura rectangular de lados a y b y un punto P situado en una pantalla a una distancia R del obstáculo de coordenadas x e y.
La expresión de la intensidad I(x, y) registrada en elpunto P debida a la difracción de ondas planas de longitud de onda λ por el obstáculo,
Difracción producida por una abertura circular
En la figura, se muestra el obstáculo, una abertura circular de radio a, y un punto P situado en una pantalla a una distancia R del obstáculo. La recta que une el centro del círculo y el punto, forma un ángulo θ con el eje Z.
La expresión de la intensidad I(x,y) registrada en el punto P debido a la difracción de ondas planas de longitud de onda λ por el obstáculo, es
Donde I(0) es la intensidad registrada en el origen de la pantalla y Jn(α) es la función de Bessel de orden n.
PRINCIPIO DE HUYGENS
Huygens propuso que las ondas de luz que se propagan desde una fuente puntual podían considerarse como la superposición de diminutas ondas secundariasy que cualquier punto de cualquier frente de onda podía considerarse como una nueva fuente puntual de ondas secundarias.
En otras palabras, los frentes de ondas están hechos de frente de ondas más pequeños. Este concepto se conoce como Principio de Huygens.
Huygens visualizó un método para pasar de un frente de onda a otro. Cuando el movimiento ondulatorio alcanza los puntos que componen unfrente de onda, cada partícula del frente se convierte en una fuente secundaria de ondas, que emite ondas secundarias (indicadas por semicircunferencias) que alcanzan la próxima capa de partículas del medio.
Entonces estas partículas se ponen en movimiento, formando el subsiguiente frente de onda con la envolvente de estas semicircunferencias.
El proceso se repite, resultando la propagaciónde la onda a través del medio.
Esta representación de la propagación es muy razonable cuando la onda resulta de las vibraciones mecánicas de las partículas del medio, es decir una onda elástica pero no tendría significado físico en las ondas electromagnéticas donde no hay partículas que vibren.
ANALISIS E INTERPRETACION DE DATOS
* TABLA DE RELACION
θ(grados) | I(A) |
0 | 0 |...
DIFRACCION DE MICROONDAS
MARCO TEÓRICO
TEORIA DE DIFRACCION
La difracción es un fenómeno característico de las ondas, que es observable cuando una onda atraviesa una rejilla cuyo tamaño es del orden de su longitud de onda.
Se observa cuando se distorsiona una onda por un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud de la misma, por lotanto, los efectos de la difracción disminuyen hasta hacerse indetectables a medida que el tamaño del objeto aumenta comparado con la longitud de onda.
La difracción se debe a la interferencia que sufren las ondas con la superposición de ondas coherentes entre sí.
REDES DE DIFRACCION
Una red de difracción es una estructura repetitiva que se utiliza para introducir una perturbación periódicaen un frente de onda. Entre las configuraciones más sencillas se encuentra la red plana de transmisión formada por una serie de rendijas idénticas y equiespaciadas.
Si un frente de ondas plano incide sobre una red y observamos la difracción deFraunhofer en una pantalla alejada, la distribución de intensidad la podemos expresar por:
I= I0sinββ2sinNαsinα2
En donde:
El primer factor entreparéntesis está referido a la difracción producida por cada rendijade ancho α presente en la red. El segundo factor proviene de la interferencia entre las N rendijas de la red, las cuales se hallan separadas en b.
DIFRACCION POR ABERTURA RECTANGULAR
Posiciones de los mínimos intensidad En el caso de la difracción de Fraunhofer a través de una rendija rectangular estrecha de ancho a, se puededemostrar que los mínimos de intensidad se presentan para aquellas posiciones que cumplen la condición expresada en la siguiente ecuación:
asenθ=mλ; m=±1, ±2…
En la figura, se muestra el obstáculo, una abertura rectangular de lados a y b y un punto P situado en una pantalla a una distancia R del obstáculo de coordenadas x e y.
La expresión de la intensidad I(x, y) registrada en elpunto P debida a la difracción de ondas planas de longitud de onda λ por el obstáculo,
Difracción producida por una abertura circular
En la figura, se muestra el obstáculo, una abertura circular de radio a, y un punto P situado en una pantalla a una distancia R del obstáculo. La recta que une el centro del círculo y el punto, forma un ángulo θ con el eje Z.
La expresión de la intensidad I(x,y) registrada en el punto P debido a la difracción de ondas planas de longitud de onda λ por el obstáculo, es
Donde I(0) es la intensidad registrada en el origen de la pantalla y Jn(α) es la función de Bessel de orden n.
PRINCIPIO DE HUYGENS
Huygens propuso que las ondas de luz que se propagan desde una fuente puntual podían considerarse como la superposición de diminutas ondas secundariasy que cualquier punto de cualquier frente de onda podía considerarse como una nueva fuente puntual de ondas secundarias.
En otras palabras, los frentes de ondas están hechos de frente de ondas más pequeños. Este concepto se conoce como Principio de Huygens.
Huygens visualizó un método para pasar de un frente de onda a otro. Cuando el movimiento ondulatorio alcanza los puntos que componen unfrente de onda, cada partícula del frente se convierte en una fuente secundaria de ondas, que emite ondas secundarias (indicadas por semicircunferencias) que alcanzan la próxima capa de partículas del medio.
Entonces estas partículas se ponen en movimiento, formando el subsiguiente frente de onda con la envolvente de estas semicircunferencias.
El proceso se repite, resultando la propagaciónde la onda a través del medio.
Esta representación de la propagación es muy razonable cuando la onda resulta de las vibraciones mecánicas de las partículas del medio, es decir una onda elástica pero no tendría significado físico en las ondas electromagnéticas donde no hay partículas que vibren.
ANALISIS E INTERPRETACION DE DATOS
* TABLA DE RELACION
θ(grados) | I(A) |
0 | 0 |...
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