Física 3 Ondas Decimetricas

TITULO: L7.ONDAS DECIMETRICAS

OBJETIVOS

Describir la radiación de ondas electromagnéticas decimétricas con base a observaciones cualitativas y a datos cuantitativos experimentales, así como la polarización de las mismas.

Estudiar los cambios de longitud de onda de una onda electromagnética decimétrica al cambiar de medio de propagación, y utilizar los resultados para calcular la constante dieléctrica del agua.

Encontrar la longitud de onda de una onda electromagnética decimétrica estacionaria generada en una línea de Lecher, considerando distintas condiciones de análisis.

ANALISIS DE DATOS

PARTE I.

¿En qué dirección con respecto al eje del dipolo la intensidad radiada por el transmisor de UHF tiene su máximo y su mínimo?

Tomando como referencia el eje del dipolo la intensidad radiada tiene su máximo en posiciones cercanas al transmisor cuando el receptor se encuentra paralelo a este, así mismo, su mínimo se encuentra en posiciones lejanas al transmisor. Adicionalmente cuando el receptor se encuentra perpendicular a la espira la intensidad radiada es nula aumentando a medida que el receptor se hace más paralelo al transmisor.

¿Cómo está el campo eléctrico polarizado, respecto al eje del dipolo?

De acuerdo a lo observado el campo eléctrico tiene una polarización lineal, es decir, las variaciones del vector campo eléctrico están contenidas en una única dirección, para este caso, en la dirección del eje de la antena transmisora.

¿Cómo podría mejorarse la recepción de las ondas decimétricas utilizando más varillas de antena?

Para mejorar la recepción de las ondas decimétricas en la antena, es necesario utilizar varias varillas, todas con longitud igual a λ⁄2 para buscar la resonancia de esta; adicionalmente, debemos ubicarlas todas paralelas, con una distancia constante lo suficientemente pequeña entre cada una.

PARTE II.

De la ecuación s_o y s_1 se hallan las longitudes de onda λ_o y λ_1

En el aire:

s_o=λ/2

λ_o=2s_o

λ_o=2*((50.3))/100

λ_o=1.006 [m]

En el agua:

s_1=λ/2

λ_1=2s_1

λ_1=2*29.1/100

λ_1=0.582 [m]

¿En cuál de los dos medios las ondas decimétricas tienen una longitud de onda mucho más corta?

La velocidad de propagación de las ondas a través de distintos medios dieléctricos no es constante y es inversamente proporcional a la constante dieléctrica del medio; como la constante dieléctrica del agua es mayor que la constante dieléctrica del aire (aproximadamente 1) y la frecuencia permanece constante para ambas propagaciones, en concordancia con:

λ=c/f

c = Velocidad de propagación de las ondas

la longitud de onda en el agua será más corta.

Estime la constante dieléctrica ε

λ_1/λ_0 =1/√ε

(λ_1/λ_0 )^2=1/ε

ε= (λ_0/λ_1 )^2

ε=(1.006/0.582)^2

ε= 2.987

Compare el valor obtenido para la constante dieléctrica ε_exp con el valor de la literatura ε=81 (constante dieléctrica estático)

%error= |ε_teorica-ε_experimental |/ε_teorica *100

%error= |81-2.987|/81*100

%error=96.312

Calcule la longitud de onda λ_1 de las ondas decimétricas en el agua utilizando ε_exp

λ_1=√(〖λ_o〗^2/ε)=λ_o/√ε

λ_1=1.006/√2.987

λ_1=0.582 [m]

PARTE III.

10. Determinar la longitud de onda de la onda decimétrica y la velocidad de fase. Comparar este resultado con el valor de la velocidad de la luz en el aire, normalmente aceptado.

 λ=√((89.7-22)^2+(3-1)^2 )

λ=√4587.29

λ=67.729[cm]

v=fλ=433.92*〖10〗^6*67.73/100

v=293.892.001,1 [m/s]

v_c=299.792.458 [m/s]

%error= |299.792.458-293.892.001,1|/299.792.458*100

%error=1.97%

¿Por qué el valor de la velocidad de fase es un poco menor que la velocidad de la luz en el vacío, es decir, la longitud de onda está un poco contraída con respecto a la longitud de la onda del transmisor de UHF?

La velocidad de fase es una función de la constante dieléctrica

c(ε)=c_o/√ε

En el vacío está constante es igual a 1, pero en el medio la velocidad de la luz se ve disminuida debido al aumento en la capacitancia, este aumento se representa por la constante dieléctrica. En el punto anterior comparamos la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad de fase de las ondas

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