practica de ondas guiadas

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
“ESIME ZACATENCO”
Ing. Comunicaciones y Electrónica

Practica
“Refracción de ondas Electromagnéticas”


Prof. José Luis Cerda García











Practica
“Refracción de ondas Electromagnéticas”


Objetivo:
Verificar el fenómeno de refracción

Material:
Equipo Básico.
Prisma de parafina.
Lente plano-convexa.
SoporteCalzas de Maderas.

Marco Teórico:

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda.

Un ejemplo de este fenómeno seve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas comola luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

Cuando un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el ángulo de refracción con el que entra es igual al ángulo en que sale al volver a pasar de ese medio al medio inicial.

Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y u n cambio de dirección sino incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de Snell. Esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.

Refracción de ondas EM:
“Cambio de dirección yvelocidad de las ondas EM al incidir sobre una superficie de interfaz (frontera) que delimita a dos medios distintos”.

Medio 1
E1  Permitividad (F/m)
µ1  Permeabilidad(H/m)
φ1  Conductividad (S/m)
η1  Índice de refracción (a dimensional)
z1 Impedancia característica
















Medio 2
E2 , µ2 , φ2 , z2

Para medios 1 y 2 lineales,homogéneos e isotrópico, se verifiquen los postulados fundamentales de la óptica Geométrica, es decir:

I. Los rayos incidentes, reflejado y transmitido yacen sobre un mismo plano, el llamado”plano de inicidencia configurado por la normal NN1.

II. Se verifica la Ley de Refleccion es decir, r = l.

III. Se verifica la ley de refraccion, o Ley de Snell:


Donde n1 y n2 son los índices derefracción de los medios 1 y 2, respectivamente.

En física, la difracción es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio. Tambiénsucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, un haz angosto de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.

Dispersión luminosa
La velocidad de la luz en un medio dado depende de la longitud de onda. De este modo, al incidir sobre una superficie de separación con un mismoángulo de incidencia, se refracta con un ángulo de refracción diferente para cada longitud de onda (y, por tanto, para cada frecuencia, que determina el color). Así, si se hace incidir un haz de luz blanca sobre una superficie de separación, cada color de la luz se refracta con un ángulo diferente, para formar un efecto de arco iris. Este fenómeno se denomina dispersión de la luz.
El arco iris...