espectro electromagnetico-frecuencias de transmision

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Espectro electromagnético
Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las
ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro
electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que
emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia.
Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una
huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que,
además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el
mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la
radiación.
Diagrama del espectro electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con
ejemplos, frecuencia y temperatura de emisión de cuerpo negro.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda,
como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los
rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como
son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña
posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del
Universo (véase Cosmología física) aunque formalmente el espectro electromagnético
es infinito y continuo.
Bandas del espectro electromagnético
Para su estudio, el espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas, aunque
esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por
lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos.
Longitud de onda
(m)
< 10 pm
< 10 nm
< 200 nm
< 380 nm
< 780 nm
< 2,5 µm
< 50 µm
Frecuencia
(Hz)
> 30,0 EHz
> 30,0 PHz
> 1,5 PHz
> 789 THz
> 384 THz
> 120 THz
> 6,00 THz
> 20·10−15 J
> 20·10−18 J
> 993·10−21 J
> 523·10−21 J
> 255·10−21 J
> 79·10−21 J
> 4·10−21 J
< 1 mm
> 300 GHz
> 200·10−24 J
< 30 cm
<1m
< 10 m
> 1 GHz
> 300 MHz
> 30 MHz
Onda Corta - Radio
< 180 m
> 1,7 MHz
Onda Media - Radio
Onda Larga - Radio
Muy Baja Frecuencia - Radio
< 650 m
< 10 km
> 10 km
> 650 kHz
> 30 kHz
< 30 kHz
> 2·10−24 J
> 19.8·10−26 J
> 19.8·10−28 J
> 11.22·10−28
J
> 42.9·10−29 J
> 19.8·10−30 J
< 19.8·10−30 J
Banda
Rayos gamma
Rayos X
Ultravioleta extremo
Ultravioleta cercano
Luz Visible
Infrarrojo cercano
Infrarrojo medio
Infrarrojo
lejano/submilimétrico
Microondas
Ultra Alta Frecuencia - Radio
Muy Alta Frecuencia - Radio
Energía (J)
Infrarrojo
Artículo principal: Radiación infrarroja.
Las ondas infrarrojas están en el rango de 0,7 a 100 micrómetros. La radiación infrarroja
se asocia generalmente con el calor. Ellas son producidas por cuerpos que generan
calor, aunque a veces pueden ser generadas por algunos diodos emisores de luz y
algunos láseres.
Las señales son usadas para algunos sistemas especiales de comunicaciones, como en
astronomía para detectar estrellas y otros cuerpos y para guías en armas,
Espectro visible
Artículo principal: Espectro visible.
Espectro electromagnético.
Por encima de la frecuencia de las radiaciones
infrarrojas se encuentra lo que comúnmente es
llamado luz, un tipo especial de radiación
electromagnética que tiene una longitud de onda en
el intervalo de 0,4 a 0,8 micrómetros. Este es el
rango en el que el sol y las estrellas similares a las
que emiten la mayor parte de su radiación.
Probablemente, no es una coincidencia que el ojo
humano sea sensible a las longitudes de onda que
emite el sol con más fuerza.
Color
violeta
azul
verde
amarillo
naranja
rojo
Longitud de onda
380–450 nm
450–495 nm
495–570 nm
570–590 nm
590–620 nm
620–750 nm
FRECUENCIAS DE TRANSMISION

Frecuencias ultra altas: UHF, Ultra High Frequencies, abarcan de 300 a 3000
MHz, incluye los canales de televisión de UHF, es decir, del 21 al 69 [según
norma CCIR (Estándar B+G Europa)] y se usan también en servicios móviles de
comunicación en tierra, en servicios de telefonía celular y en comunicaciones
militares.

Frecuencias super altas: SHF, Super High Frequencies, son aquellas entre 3 y
30 GHz y son ampliamente utilizadas para comunicaciones vía satélite y
radioenlaces terrestres. Además, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta
tasa de transmisión de datos a muy corto alcance mediante UWB. También son
utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB.
Onda electromagnética
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Para los aspectos más generales, véase Radiación electromagnética.
Las ondas electromagnéticas son transversales; las direcciones de los campos eléctrico y
magnético son perpendiculares a la de propagación.
Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación
electromagnética a través del espacio. Y sus aspectos teóricos están relacionados con la
solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell. A diferencia de las
ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para
propagarse; es decir, pueden desplazarse por el vacío.
Las ondas luminosas son ondas electromagnéticas cuya frecuencia está dentro del
rango de la luz visible.
Longitud de onda
Longitud de onda en una sinusoide.
La longitud de una onda es el período espacial de la misma, es decir, la distancia que
hay de pulso a pulso. Normalmente se consideran dos puntos consecutivos que poseen
la misma fase: dos máximos, dos mínimos, dos cruces por cero (en el mismo sentido).
Por ejemplo, la distancia recorrida por la luz azul (que viaja a 299.792.458 m/s) durante
el tiempo transcurrido entre dos máximos consecutivos de su campo eléctrico (o
magnético) es la longitud de onda de esa luz azul. La luz roja viaja a la misma
velocidad, pero su campo eléctrico aumenta y disminuye más lentamente que el de la
luz azul. Por tanto, la luz roja tendrá una frecuencia menor, lo que hace que su longitud
de onda (distancia entre puntos análogos de la onda) sea mayor. Por eso la longitud de
onda de la luz roja es mayor que la longitud de onda de la luz azul.
Si se representa esta propiedad (el campo eléctrico en el ejemplo mencionado) en una
gráfica, entonces se puede decir que la longitud de onda está representada en esa misma
gráfica como la distancia entre dos máximos consecutivos. En otras palabras, describe
lo larga que es la onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de presión en el aire,
y las ondas de radiación electromagnética tienen todas sus correspondientes longitudes
de onda.
Relación con la frecuencia
Si la velocidad de propagación es constante, la longitud de onda λ es inversamente
proporcional a la frecuencia f. Una longitud de onda más larga corresponde a una
frecuencia más baja, mientras que una longitud de onda más corta corresponde a una
frecuencia más alta:
Frecuencia
Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo
de cualquier fenómeno o suceso periódico.
Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de
este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el
tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en
hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso
o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos
hercios se repite dos veces por segundo. Esta unidad se llamó originariamente «ciclo
por segundo» (cps) y aún se sigue utilizando. Otras unidades para indicar la frecuencia
son revoluciones por minuto (rpm). Las pulsaciones del corazón y el tempo musical se
miden en «pulsos por minuto» (bpm, del inglés beats per minute).
Un método alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos
repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:
donde T es el periodo de la señal.
Frecuencias de ondas
Artículo principal: Longitud de onda.
Dos frecuencias, una de «ritmo» superior a la otra.
La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver
gráfico), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es
igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda):
Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la
frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la
velocidad.
Por el efecto Doppler, la frecuencia es una magnitud invariable en el universo. Es decir,
no se puede modificar por ningún proceso físico excepto por su velocidad de
propagación o longitud de onda.
CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS
- Atendiendo a su naturaleza:
Ondas mecánicas: requieren un medio material para propagarse, no se propagan
en el vacío (son las que se propagan en una cuerda, en la superficie del agua, en el
sonido, etc.)
Ondas electromagnéticas: no requieren un medio material para desplazarse. Se
propagan en el vacío (RX, UV, IR, luz visible,...)
- Si asociamos una función de onda ð para describir formalmente una onda, según
ð dependa de una, dos o tres coordenadas hablaremos de una, dos o tres
dimensiones.
- Otra clasificación es atendiendo a su dependencia temporal. Destacan en este sentido
las denominadas ondas armónicas, que son las que tienen una dependencia armónica o
sinusoidal con el tiempo, y ondas con dependencia temporales de carácter más general.
- Otra subdivisión es la de ondas transversales y longitudinales según que la
perturbación consista en una variación perpendicular o longitudinal a la dirección de
propagación:
Ondas transversales: serían las electromagnéticas o las generadas en una cuerda.
Ondas longitudinales: serían el sonido y en general todas las que se propagan en medios
fluidos.
- Teniendo en cuenta la dualidad onda-corpúsculo y el comportamiento simétrico de la
naturaleza, puede pensarse que la materia exhiba esa dualidad
De Broglie estableció que las ondas asociadas a la materia debían estar gobernadas por
las mismas ecuaciones que en el caso de la luz. V=E/h y ð=h/p (p= momento lineal; E=
energía de la partícula). La longitud de onda de las ondas solo será relevante para
valores de p, del orden de h.
Propagación
Se llama propagación al conjunto de fenómenos físicos que conducen a las ondas del
transmisor al receptor. Esta propagación puede realizarse siguiendo diferentes
fundamentos físicos, cada uno más adecuado para un rango de frecuencias de la onda a
transmitir. Los modos de propagación más frecuentes son:




La propagación ionosférica.
La propagación troposférica.
La propagación por onda de superficie.
la propagación litosfera y la propagación biosfera