laboratorio microondas uis

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de Física
Laboratorio de Física III

A-L8 MICROONDAS I: Polarización. Absorción
INTRODUCCIÓN:
Las ondas electromagnéticas (OEM) juegan un rol preponderante en muchos aspectos de nuestra vida. La luz visible que nos contacta con el mundo que
nos rodea, las ondas de radio y televisión que nos comunican, los Rayos X que ayudan a detectar nuestrasenfermedades, son los ejemplos más familiares
de ondas electromagnéticas.
Toda onda es una perturbación de alguna propiedad física que se propaga.
Una OEM es una perturbación de un campo eléctrico E, que necesariamente va acompañada de una perturbación de un campo magnético B, de tal modo
que ambas perturbaciones se propagan (en el vacío) a la velocidad c = 300.000Km/s, lo que se denomina"velocidad de la luz" y es una constante
fundamental de la Física.
¿Cómo puede generarse una OEM? Una forma bastante familiar a todos nosotros (ondas de radio) es a través de hacer oscilar electrones en una antena.
En efecto, los electrones que oscilan en la antena producen al mismo tiempo un campo eléctrico oscilante y un campo magnético oscilante, los que,
conforme a las leyes fundamentales delelectromagnetismo, se continúan generando el uno al otro, propagándose así en el espacio.
Toda la radiación electromagnética conocida, abarca un espectro de frecuencias (y por lo tanto de longitud de onda) de más de 20 órdenes de magnitud.
Las microondas son OEM que abarcan un rango de longitudes de onda entre algunos milímetros hasta un par de decenas de centímetros. Por esta
característicaconstituyen una herramienta valiosa para el estudio de los fenómenos ondulatorios, como transición entre las ondas mecánicas,
generalmente visibles a simple vista; y la luz visible que corresponde a longitudes de onda mucho más pequeñas (del orden de los micrones). Por otra
parte, las microondas tienen una gran importancia práctica ya que se utilizan en forma preponderante en los sistemas modernosde comunicación (por
ejemplo, comunicaciones telefónicas).

OBJETIVOS GENERALES
En este primer contacto con el estudio de las OEM, se debe superar la barrera de comprensión que siempre existe entre aquellos
fenómenos observables a simple vista (por ej. ondas mecánicas) y aquéllos que lo son indirectamente mediante el uso de instrumentos
apropiados.
A través de un enfoque fenomenológicoteórico-experimental, se pretende familiarizarse con la generación, propagación y detección de
ondas electromagnéticas, en este caso específico microondas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Medir la distribución del campo transversal y longitudinal de microondas delante de una antena de bocina.
• Demostrar la polarizabilidad de microondas y determinar la polarización de las microondas emitidas.
• Medir laseñal recibida por la sonda de campo E como una medida de la potencia de microondas transmitida detrás de alfombras de
espuma secas y húmedas.
PRINCIPIOS TEÓRICOS
Las microondas son generadas, por ejemplo, en una cavidad resonante, en donde la frecuencia está prefijada por el volumen de la cavidad
resonante. Como detector se utiliza una sonda E (sonda de campo eléctrico), con la que mide lacomponente del campo eléctrico paralela a
la sonda. La señal de salida de la sonda es proporcional al cuadrado de la intensidad del campo y con ello a la intensidad de las ondas
electromagnéticas.
Las microondas son ondas electromagnéticas con frecuencias entre 300MHz y 300GHz y longitudes de onda entre 1m y 1mm. Aunque las
frecuencias están por debajo de las de luz visible en más de 3 órdenes demagnitud, pueden compararse muchas propiedades de radiación
de microondas con las de luz visible. Por ejemplo, pueden polarizarse las microondas de la misma manera como las ondas de luz. Si el
campo eléctrico oscila en un plano fijo, esto se llama polarización lineal. Tal polarización lineal puede crearse o analizarse por medio de un
polarizador. Si una onda linealmente polarizada con una...