Ondas de radio y microondas
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).
Electromagnético
Ambas se encuentran en el extremo de longitud de onda larga del espectro electromagnético:
- Las
ondas de radio tienen longitudes de onda de 1
m en adelante.
La frecuencia a 1 m es de 300 MHz. - Las
microondas tienen longitudes de onda desde 1
mm (milímetro) hasta 1
m.
La frecuencia a 1 mm es de 300 GHz.
(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
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.
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.
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.
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.
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.
Las
ondas de radio con longitudes de onda de kilómetros
se
difractan
sobre colinas y valles para que se pueda obtener recepción
fácilmente.
Pero las microondas con una longitud de onda de centímetros tienden a ir en línea
recta.
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.
(¡No
está a escala!)
Pero las microondas pueden atravesar la ionosfera, por lo que son buenas para comunicarse con los satélites.
Señales y ruido
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:
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:
¡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).
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).