Propiedades Opticas

PROPIEDADES ÓPTICAS DE LAS ONDAS DE RADIO

En la atmosfera terrestre, la propagación de frentes de ondas y rayos puede diferir del comportamiento en el espacio libre, debido a efectos ópticos, como refracción, reflexión, difracción e interferencia. En una terminología muy coloquial, se puede imaginar la refracción como la flexión, la reflexión como rebote, la difracción como dispersión y lainterferencia como choques. Se dice que la refracción, la reflexión, la difracción y la interferencia son propiedades ópticas porque se observaron primero en la ciencia de la óptica, que estudia el comportamiento de las ondas luminosas. Como las ondas luminosas son ondas electromagnéticas de alta frecuencia, parece razonable que las propiedades ópticas también se apliquen a la propagación de lasondas de radio.

REFRACCIÓN

Es el cambio de dirección de un rayo al pasar en dirección oblicua de un medio a otro con distinta velocidad de propagación. La velocidad a la que se propaga una onda electromagnética es inversamente proporcional a la densidad del medio en el que lo hace. Hay refracción siempre que una onda de radio pasa de un medio a otro de distinta densidad. Siempre que un rayopasa de un medio menos denso a uno más denso, se dobla hacia la normal. La normal no es más que una línea imaginaria, trazada perpendicular a la interface en el punto de incidencia. Al revés, siempre que un rayo pasa de un medio más denso a uno menos denso se dobla alejándose de la normal. El ángulo de incidencia es el que forman la onda incidente y la normal, y el ángulo de refracción es el queforman la onda refractada y la normal.
El grado de refracción que hay en la interface entre dos materiales de distintas densidades es bastante predecible, y depende del índice de refracción de cada material. El índice de refracción no es más que la relación de la velocidad de propagación de la luz en el espacio vacío entre la velocidad de propagación de la luz en determinado material, es decir,n= c
v
En la que

n= índice de refracción (a dimensional)
c= velocidad de la luz en el espacio libre (3 X 108 m/s)
v= velocidad de la luz en determinado material (metros por segundo)

El índice de refracción también es una función de la frecuencia. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones la variación es insignificante y, en consecuencia, se omitirá de esta descripción. La formaen que reacciona una onda electromagnética cuando llega a la interface entre dos materiales transmisores que tienen distintos índices de refracción.



También se presenta la refracción cuando un frente de onda se propaga en un medio que tiene un gradiente de densidad, perpendicular a la dirección de propagación, es decir, paralelo al frente de onda. El medio es más denso en la parteinferior, y menos denso en la parte superior. Entonces, los rayos que viajan cerca de la parte superior lo hacen con mayor rapidez que los que están cerca de la parte inferior y, en consecuencia, el frente de onda se inclina hacia abajo. La desviación de hace en forma gradual a medida que avanza el frente de onda.




REFLEXIÓN

La reflexión electromagnética se presenta cuando una onda incidentechoca con una frontera entre dos medios, y algo o toda la potencia incidente no entra al segundo material. Las ondas que no penetran al segundo medio se reflejan.
Cuando la superficie reflectora no es plana, sino curva, la curvatura de la onda reflejada es distinta de la onda incidente. Cuando el frente de la onda incidente es curvo, y la superficie reflectora es plana, la curvatura del frente dela onda reflejada es igual a la del frente de la onda incidente.



También se produce reflexión cuando la superficie reflectora es irregular o áspera; sin embargo, esa superficie puede destruir la forma del frente de la onda. Cuando un frente de onda incidente choca con una superficie irregular, se dispersa al azar en muchas direcciones. A esa condición se le llama reflexión difusa,...