Ondas decimetricas

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de Física
Laboratorio de Física III
A-L7 ONDAS DECIMÉTRICAS: Radiación y polarización. Constante dieléctrica del agua. Ondas estacionarias
INTRODUCCIÓN
En un conductor rectilíneo se pueden excitar oscilacioneselectromagnéticas tal como sucede en un circuito oscilatorio. Tales osciladores emiten ondas
electromagnéticas, en donde la intensidad irradiada es máxima cuando la longitud del conductor justo corresponde a media longitud de onda (aquí se
habla de un dipolo λ/2). Los experimentos sobre este tema dan muy buenos resultados con longitudes de onda en el rango decimétrico. La detección de
talesondas decimétricas se consigue con un segundo dipolo, cuya longitud es igualmente λ/2 y cuya tensión es aplicada a una lámpara incandescente o a
un instrumento de medición a través de un rectificador de alta frecuencia.
Por otra parte, E. Lecher (1890) propuso la utilización de la transmisión dirigida de ondas electromagnéticas mediante dos hilos paralelos. Con tal línea
de Lecher es posibleguiar ondas electromagnéticas hacia un lugar cualquiera en el espacio. Estas se miden a lo largo de la línea como una tensión que se
propaga en forma de onda U(x, t) o como corriente I(x, t).
OBJETIVOS:
PARTE I
Estudiar la característica de radiación de una antena de dipolo.
Estudiar la polarización de las ondas decimétricas radiando y determinar la dirección de supolarización.
Estudiar la acción de una varilla de la antena como un reflector o un director.
PARTE II
Comparar la longitud de onda λ del transmisor de UHF en el aire y en el agua
Estimar la constante dieléctrica ε del agua en el rango de las ondas decimétricas (UHF)
PARTE III
Generar ondas decimétricas estacionarias en una línea Lecher con un extremo encortocircuito, con el otro extremo abierto y
ajustando con la resistencia terminal.
Determinar la longitud de onda λ de las distancias entre los máximos de corriente y de voltaje.
PRINCIPIOS TEÓRICOS
En un conductor recto, las oscilaciones electromagnéticas pueden excitarse similarmente como en un circuito oscilatorio. Tal oscilador
radia las ondas electromagnéticas; la intensidadradiada es más alta cuando la longitud del conductor es igual a la mitad de la longitud de
onda (esto es un llamado dipolo λ/2). Los experimentos relacionados con este fenómeno son particularmente exitosos en las longitudes de
onda en el rango decimétrico.
Las ondas radiadas pueden detectarse por medio de un segundo conductor recto alineado paralelo al transmisor y también teniendo la
longitudλ/2. El campo eléctrico alterno de la radiación induce una corriente alterna en la antena, y las ondas decimétricas pueden
detectarse mediante el suministro de una lámpara con el voltaje asociado con esta corriente. Para medir la fuerza del campo recibida, el
voltaje puede - después de pasar un rectificador de alta frecuencia - también alimentar a un instrumento de medición. Los dipolos usadoen
la práctica son ligeramente más corto que λ/2 porque, en el caso de diámetros finitos, hay un factor de contracción para la longitud total y
una ancho de banda más grande debido a un aplanamiento de la curva de resonancia de la antena.
Los rasgos típicos de una antena de dipolo son la distribución angular y la polarización de las ondas radiadas. La intensidad radiada es cero
a lo largo deleje de la antena y tiene su máximo perpendicular al eje. Es más, las ondas se polarizan linealmente, el campo eléctrico oscila
en la dirección del eje de la antena. Estos fenómenos se estudian en el experimento por medio de un transmisor de UHF con una espira de
dipolo a la frecuencia ν = 433.92MHz. Además de la característica de la radiación y la polarización, usted estudiará la influencia...