Ondas de radio y microondas

teléfono celular

Las ondas de radio y las microondas son muy importantes para nosotros porque nos sirven para la comunicación.


(Y para calentar la pizza que sobró).
microondas

Electromagnético

Ambas se encuentran en el extremo de longitud de onda larga del espectro electromagnético:

 

(Nota: algunas personas dicen que las microondas son solo un tipo de onda de radio, por lo que bajo esa clasificación las ondas de radio tienen longitudes de onda desde 1 mm en adelante).

Podemos crear ondas de radio y microondas, y también son producidas por el sol y muchas otras fuentes naturales.

Comunicación inalámbrica

Usamos ondas de radio y microondas para comunicarnos sin cables. Esto es genial, ya que podemos desplazarnos y vivir nuestras vidas sin dejar de estar en contacto.

Transmitir y recibir

ondas de radio y celular
Transmitir ... y recibir en un dispositivo

Las ondas de radio son producidas por una corriente eléctrica vibrante en una antena ...
... luego las ondas electromagnéticas se esparcen ...

... y luego son recibidas por una pequeña antena dentro de un dispositivo, que detecta la pequeña cantidad de corriente creada por las ondas de radio.

Luego, el dispositivo puede decodificar la señal y tú puedes ver o escuchar lo que se envió.

Radiodifusión

Las ondas de radio son buenas para transmitir (enviando a una gran cantidad de receptores) y así es como se llegan a escuchar transmisiones de radio y televisión.

antena tv
Los televisores (¡y los radios!) pueden recibir señales de transmisión mediante antenas.

Las ondas de radio son buenas para doblarse al pasar por edificios y colinas por medio de la difracción (lee también más abajo).

Hornos de microondas

Los hornos de microondas utilizan ondas electromagnéticas a una frecuencia de 2.45 GHz (longitud de onda de unos 12 cm) que hacen que las moléculas de agua vibren rápidamente y se calienten.

Magnetrón de microondas, agitador. La comida absorbe
Las microondas son creadas por el magnetrón,
son enviadas en diferentes direcciones por el agitador,
rebotan en las superficies metálicas
y son absorbidas por el agua que contienen los alimentos.

Las microondas pueden atravesar el vidrio y el plástico y penetrar aproximadamente un centímetro en los alimentos (dependiendo de los alimentos), pero rebotan en las superficies metálicas.

Siempre debe haber algo que absorba las microondas, como comida o un vaso de agua.

Básicamente, estás cocinando calentando el agua en los primeros centímetros de la comida. Es por eso que muchas recetas dicen dejar reposar la comida un rato (para que el calor se extienda uniformemente).

Las microondas también pueden calentarnos a nosotros y pueden dañar nuestras células. Nunca uses un horno microondas dañado.

 

ondas de difracción en el puerto
Difracción de ondas en una bahía

Difracción

¡La difracción es muy importante para las comunicaciones por radio!

La difracción es cuando las ondas se doblan alrededor de la esquina de un obstáculo.

comportamiento de la onda de difracción

 

Brecha de tamaño medio: algo de difracción, pero en su mayoría rectas

 

 

Brecha del tamaño de la longitud de onda: mayoría de difracción

 

El efecto máximo es cuando la brecha y la longitud de onda tienen aproximadamente el mismo tamaño.

radio y difracción de ondas
Las ondas de radio con longitudes de onda de kilómetros se difractan
sobre colinas y valles para que se pueda obtener recepción fácilmente.

microondas y difracción
Pero las microondas con una longitud de onda de centímetros tienden a ir en línea recta.

torre de microondas

 

 

Así que las ondas de radio son buenas para transmitir a muchas personas, pero las microondas son buenas en la comunicación punto a punto.

Y para microondas, el transmisor y el receptor deben estar en "línea de visión" (pueden verse entre sí).

Una antena de microondas típica es un plato parabólico de aproximadamente 0.3 m a 3 m de diámetro, como en este edificio:

 

 

Ionósfera

La ionósfera (o ionosfera) es una capa cargada eléctricamente de la atmósfera superior que se encuentra entre 75 y 1000 km sobre el suelo.

¡Es muy importante para la comunicación por radio y microondas!

Las ondas de radio de frecuencia baja a media se reflejan en la ionosfera, por lo que es posible recibir señales de radio desde lejos que han rebotado en su camino hacia nosotros.

Tierra, ondas de radio y microondas
(¡No está a escala!)

Pero las microondas pueden atravesar la ionosfera, por lo que son buenas para comunicarse con los satélites.

Señales y ruido

analógico y digital
La información puede estar en forma analógica o digital.

Analógica

Se puede poner información en una onda modificando un poco su altura o longitud de onda:

imagen analógica
Una onda tiene una señal de esta imagen puesta en ella.

A medida que la onda viaja, recibe ruido (cambios aleatorios) que se suman por otra actividad eléctrica a su alrededor:

imagen analógica con ruido
¡Cuando intentamos recrear la imagen, el resultado no es perfecto!

Digital

Pero con lo digital solo esperamos ciertos valores, como 0 o 1. Por lo tanto, se puede superar el ruido (si no es demasiado grande).

imagen digital: el ruido no afecta
Incluso con ruido, conocemos cada 0 y 1 y obtenemos una imagen perfecta.

 

¡Refuerza tu aprendizaje resolviendo los siguientes retos sobre este tema! (Nota: están en inglés).