Absorcion y refraccion de microondas

Absorción y refracción de microondas
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Carlos Barboza Suarez Cód. 20102074005-caliche-11@hotmail.com
Robert Socha Hernández Cód. 20102074077- rsochafisica@hotmail.com

Resumen: las microondas son ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencia determinado, generalmente están entre el orden de 300 MHz y 300 GHz y longitudes de onda conun rango de 1mm a 1 m, como son ondas electromagnéticas son absorbidas y refractadas por un medio, la absorción depende del espesor y la estructura molecular del medio al ser absorbidas estas producen un calentamiento en el medio, también son refractadas con ángulos específicos dependiendo del ángulo de incidencia, esto es usado para fabricar lentes ya que se puede determinar el foco de lamicroonda.

Introducción

Cuando las microondas pasan a través de un medio (como toda onda electromagnética) una parte de ella es absorbida por el medio, la proporción absorbida depende de la estructura molecular y el espesor del mismo. El calentamiento que acompaña la absorción de la onda es gracias a los efectos inductivos y la dieléctrica del material que la absorbe, también dependen de latemperatura y de la frecuencia de la microonda. El calentamiento inductivo se produce sobretodo en los semiconductores y metales, los electrones libre son acelerados en el campo eléctrico alterno, lo que conduce a corrientes de Foucalt.
En sustancias con moléculas polares tales como agua o sustancias que contienen agua y plásticos polares el calentamiento dieléctrico se lleva a cabo fomentando unainteracción en las moléculas de agua produciendo una generación de calor.
Al igual que otras ondas, microondas cambian su dirección cuando pasan de un medio a otro. Este fenómeno es consecuencia de la diferencia de velocidades de ondas en los medios de comunicación. Se llama refracción.
En el experimento, se investiga la refracción de las microondas en un medio-cilindro lleno de arena de cuarzo. Elrayo de microondas incide verticalmente sobre la superficie exterior, que tiene una curvatura circular, de manera que la no refracción tiene lugar allí.
La refracción tiene lugar en la superficie exterior plana en la dirección del aire como medio, cuyo índice de refracción n2 es igual a 1 con una buena aproximación.
En la óptica, la refracción es aprovechada para la fabricación de lentes, queson adecuados para generar imágenes ópticas.
Marco teórico
Las microondas se parecen, en muchos sentidos, a las ondas de radio, pero son más difíciles de generar, ya que se requieren dispositivos electrónicos especiales, como el magnetrón o clistrón. A diferencia de la onda corta, las microondas pueden focalizarse en forma de potentes radiaciones, sumamente direccionales. En su interacción con lamateria, su energía puede ser reflejada, como ocurre cuando inciden sobre superficies metálicas, transmitida con poca pérdida de energía en medios transmisores, como el vidrio, o absorbida por la materia irradiada, lo que origina un aumento de temperatura en ésta.
En medicina física, las microondas se utilizan como método de calentamiento profundo (diatermia). La producción de calor se basa enel hecho de que las moléculas orgánicas y de agua vibran con gran energía (vibración forzada) al ser sometidas a microondas de determinada frecuencia. La fricción producida entre las moléculas en vibración genera rápidamente calor.
La energía de las microondas tiende a penetrar tejidos con baja conductividad y a ser absorbida en tejidos con elevada conductividad eléctrica.
Esencialmente,cuanto mayor es el contenido de agua en el tejido, mayor es la absorción. Es lo que ocurre en los vasos sanguíneos, músculo, piel húmeda, órganos internos y ojos. En estos tejidos, las moléculas de agua poseen un carácter dipolar; bajo la acción de la energía de microondas, sufren rotaciones a la frecuencia de éstas. Asimismo, las partículas cargadas (iones) presentes en estos tejidos son sometidas a...