CLASE 3 ONDAS


Las ondas



Si tensamos una cuerda por ambos extremos y le damos una pequeña sacudida, se produce una vibración que se transmite a lo largo de toda la cuerda. Veremos que la cuerda describe oscilaciones hasta que, una vez ha cesado la vibración, queda de nuevo en reposo. Este fenómeno es debido a la generación y transmisión de ondas.
Una onda es una perturbación que se propaga a través de lamateria, como ocurría en el ejemplo de la cuerda o como es el caso del sonido. También existen ondas capaces de propagarse a través del vacío: son las denominadas ondas electromagnéticas, también conocidas con el nombre de ondas de radio.
Elementos de una onda


El desplazamiento máximo de la onda se denomina amplitud (A). La distancia entre dos puntos consecutivos de la onda que se encuentran enel mismo estado de vibración se llama longitud de onda (λ). En el esquema se observa que la onda es una oscilación que va pasando por máximos (crestas) y mínimos (valles); la longitud de onda corresponde a la separación existente entre dos valles o dos crestas consecutivas.
Imagen:
Elementos Principales de una onda

El tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a la longitud de ondase denomina período (T). Si entendemos la onda como una sucesión de oscilaciones, el período es el tiempo que tarda en transcurrir una oscilación. La magnitud inversa del período recibe el nombre de frecuencia (f) y se mide en hercios (Hz).
f = 1 T
La frecuencia representa el número de ondas que se propagan en un segundo. Es una magnitud especialmente interesante, pues se utiliza habitualmentepara caracterizar las ondas de radio, que se clasifican en rangos o bandas de frecuencia.
Las ondas se propagan a una velocidad v. Si consideramos que las ondas se desplazan con velocidad constante, el producto de la velocidad por el período es igual a la longitud de onda.
λ = v . T
La velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío es de 300.000 km/s.







Transmisión de ondas de radioReflexión de las ondas en la ionosfera

Las ondas electromagnéticas se propagan en línea recta. En consecuencia, si pretendemos enviar una señal de radio a larga distancia, dado que la Tierra tiene una superficie redondeada, la señal se alejará de la superficie de la Tierra y se perderá en el espacio. Sin embargo, las ondas de radio tienen la propiedad de reflejarse en las capas altas de laatmósfera, en concreto en la ionosfera.
La primera vez que se realizó una transmisión de radio a larga distancia fue en 1901. Entonces se desconocía la existencia de la ionosfera. Fue Marconi quien dispuso un transmisor y un receptor a ambos lados del Atlántico, entre Cornualles, en Inglaterra, y Terranova, en Canadá. Tras el éxito del experimento, Oliver Heavyside y A. V. Kennelly descubrieron laexistencia de la ionosfera y sus propiedades como reflectante de señales de cierta banda de frecuencias.
La ionosfera es la capa de la atmósfera situada entre los 90 y los 400 km de altura. Presenta la particularidad de que en ella los átomos se ionizan y liberan electrones por efecto de la luz solar. Según la concentración de iones, la ionosfera se puede dividir en varias capas, que se comportan dediferente forma ante la reflexión de las ondas. En cierto modo, al existir una nube electrónica en la ionosfera, esta se comporta como una pantalla para las señales eléctricas. No obstante, dependiendo de dicha concentración, existirá mayor o menor «blindaje» frente a las señales.
Capa de Ionosfera
Características de la capa
Rango de frecuencias que refleja
Capa D
Capa apenas ionizada, únicamenterefleja las frecuencias más bajas, debilitando las señales de frecuencias medias.
0-3 MHz
Capas E-F
Son dos capas de características similares, con igual comportamiento frente a las señales. Están situadas entre los 120 y 150 km, y reflejan las señales de frecuencia media. La reflexión de la señal depende de las variaciones en la concentración iónica entre el día, debido a la incidencia de...