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ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

EQUIPO	ESPECTRO
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Importancia tecnológica de las ondas electromagnéticas.

Eq.	Tema	Descripción de las Fuentes:
E1	La luz	La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios (véase Dualidad onda corpúsculo). Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica Teoría ondulatoria                                                                                    Esta teoría considera que la luz es una onda electromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampere) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday). De esta forma, la onda se auto propaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación.
E2	Infrarrojos	La fuente primaria de la radiación infrarroja es el calor o radiación térmica. Cualquier objeto que tenga una temperatura mayor a cero absoluto, irradia ondas en la banda infrarroja.
E3	Ondas de radio	Un generador de onda es todo aquel circuito que genera la onda que un equipo necesita. Básicamente se denominan osciladores, para generar la frecuencia deseada, y conformadores, para generar la 'forma de onda' requerida. Las ondas de radio físicamente están constituidas por dos campos, un campo eléctrico y otro magnético y ambos están desfasados 90°. Para entender mejor esta idea podemos imaginar una antena vertical conectada al borne positivo de una pila y el borne negativo a tierra. Luego entre la antena y la tierra aparecerá un campo eléctrico fijo que tendrá la dirección en forma de campana alrededor de la antena y el sentido a tierra. Si en vez de colocar una pila que es de tensión continua, colocamos un generador de tensión alterna, aparecerá un campo eléctrico alterno que variará al unísono con el voltaje del generador (la antena tiene potencial positivo y tierra negativo y en luego ha cambiado la polaridad del generador y la antena tiene potencial negativo y tierra positivo). Por lo tanto si por ejemplo en el generador varía el voltaje 50 veces cada segundo, también variará el campo eléctrico 50 veces cada segundo, por lo tanto el campo eléctrico que se crea en torno a la antena tendrá una frecuencia de 50 Hertzios.
E4	Ultravioleta	Producción de rayos infrarrojos. Generalmente se utilizan lámparas de filamento de wolframio, al que se le suministra una potencia eléctrica tal que permita alcanzar la temperatura conveniente, para que la radiación emitida tenga una longitud de onda de alrededor de los 12.000 A. La temperatura es de aproximadamente 2.500° K, y la potencia que se consume de alrededor de los 350 vatios. Generalmente van provistas de un reflector apropiado para distribuir adecuadamente la radiación. Cuando se precisan potencias superiores se utilizan los emisores de cuarzo, así llamados porque el filamento metálico va embutido en un tubo de cuarzo refractario. Algunas veces conviene no utilizar temperaturas tan elevadas, para lo que se recurre a refractarios que consiguen r. i. con temperaturas que no superan los 1.000º C.
E5	Rayos X	La producción de rayos X se da en un tubo de rayos X que puede variar dependiendo de la fuente de electrones y puede ser de dos clases: tubos con filamento o tubos con gas. El tubo con filamento es un tubo de vidrio al vacío en el cual se encuentran dos electrodos en sus extremos. El cátodo es un filamento caliente de tungsteno y el ánodo es un bloque de cobre en el cual esta inmerso el blanco. El ánodo es refrigerado continuamente mediante la circulación de agua, pues la energía de los electrones al ser golpeados con el blanco, es transformada en energía térmica en un gran porcentaje. Los electrones generados en el cátodo son enfocados hacia un punto en el blanco (que por lo general posee una inclinación de 45°) y producto de la colisión los rayos X son generados. Finalmente el tubo de rayos X posee una ventana la cual es transparente a este tipo de radiación elaborada en berilio, aluminio o mica. El tubo con gas se encuentra a una presión de aproximadamente 0.01 mmHg y es controlada mediante una válvula; posee un cátodo de aluminio cóncavo, el cual permite enfocar los electrones y un ánodo. Las partículas ionizadas de nitrógeno y oxígeno, presentes en el tubo, son atraídas hacia el cátodo y ánodo. Los iones positivos son atraídos hacia el cátodo e inyectan electrones a este. Posteriormente los electrones son acelerados hacia el ánodo (que contiene al blanco) a altas energías para luego producir rayos X. El mecanismo de refrigeración y la ventana son los mismos que se encuentran en el tubo con filamento.
E6	Rayos gamma	Los rayos gamma son un tipo de radiación electromagnética cuya altísima energía que comporta sus fotones viaja y se esparce. Los materiales radiactivos (algunos naturales y otros hechos por el hombre en plantas nucleares) son fuentes de emisión de rayos gamma. Los grandes aceleradores de partículas que los científicos usan para estudiar la composición de la materia pueden, a veces, generar rayos gamma. Pero el mayor productor de rayos gamma con una multiplicidad de posibles maneras para generarlos es el universo. En cierto sentido, las radiaciones gamma son el humo que señala los fuegos cósmicos subyacentes. La mayoría de los rayos gamma caen en el extremo inferior de su gama y son emitidos como elementos de desintegración radiactiva o cuando los electrones interactúan con otra materia. Pero una fracción pertenece al extremo alto del espectro: cuanto más alta la energía, más raro el fotón. La mayor parte de estos fotones parecen ser el producto secundario de colisiones entre rayos cósmicos y otras partículas A continuación se muestra un ejemplo de producción de rayos gamma. Primero 60Co se descompone en 60Ni excitado: Entonces el 60Ni cae a su estado fundamental emitiendo dos rayos gamma seguidos uno del otro.   Los rayos gamma son de 1,17 MeV y 1,33 MeV respectivamente.

SEMANA No. 10 DIA MARTES

EQUIPO	5.22 Energía de ondas electromagnéticas	5.22    Importancia tecnológica de las ondas electromagnéticas.	EJEMPLOS(industria, comunicaciones, medicina, astronomía)  ¿Cómo FUNCIONAN?
1	Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía. Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse. Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos. Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.	Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía. Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre e a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse. Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos. Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.	TELEVISION El principio de funcionamiento comprende tres etapas: 1.    Transformación de los matices de color («colores») y de su grado de saturación («intensidades») en señales eléctricas (corrientes o tensiones); 2.    Transmisión eléctrica de las señales por conductores o sin ellos, hasta el aparato receptor; 3.    Re transformación de las señales en una imagen en color.
2	La intensidad o cantidad de energía por unidad de área y unidad de tiempo que transmite una onda electromagnética es igual a: S = 1 2 c_0E2 0 La potencia de una onda electromagnética es igual a la intensidad por el área de la sección, trasversal a la onda. La energía transmitida en un cierto intervalo temporal es igual a la potencia por el tiempo.	Ondas radio: El uso más habitual de las ondas de radio con efecto terapéutico se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz MICROONDAS INFRAROJO RAYOS X RAYOS GAMMA	Rayos Gamma: Funcionamiento: los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos. Los rayos gamma también son utilizados en la radioterapia.
3	La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tiene el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo.   Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia (longitud de onda): entre mayor su frecuencia mayor es la energía: W = h f, Donde W es la energía, h es una constante (la constante de Plank) y f es la frecuencia.	Las señales de radio y televisión Ondas de radio provenientes de la Galaxia Microondas generadas en los hornos microondas Radiación Infrarroja provenientes de cuerpos a temperatura ambiente La luz La radiación Ultravioleta proveniente del Sol, de la cual la crema anti solar nos protege la piel Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano      8.  La radiación Gama producida por núcleos radioactivos	Microondas generadas en los hornos microondas Lo que en realidad hace la radiación 2.4GHz usada en los microondas es la excitación del enlace O-H. Este enlace está presente principalmente en el agua, pero también en muchos otros compuestos. La facilidad para excitar este enlace es mayor si el H está relativamente "libre" sin puentes de Hidrogeno que lo "aten", esto sucede en el hielo y también en algunos hidrocarburos. Al referirse a excitación del enlace O-H no quiere decir que la molécula gire, simplemente al absorber la energía de la microonda el enlace pasa del estado vibraciones-rotacional fundamental a uno superior "excitado". Este nuevo estado contribuye a elevar la energía traslacional media de las moléculas (medida microscópica) y por tanto su temperatura (medida macroscópica)
4	La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.[1] A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del electromagnetismo.	Importancia tecnológica de las ondas electromagnéticas Las señales de radio y televisión Ondas de radio provenientes de la Galaxia Microondas generadas en los hornos microondas Radiación Infrarroja provenientes de cuerpos a temperatura ambiente La luz La radiación Ultravioleta proveniente del Sol, de la cual la crema anti solar nos protege la piel Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano 8.  La radiación Gama producida por núcleos radioactivos	La luz La luz visible es una radiación comprendida dentro de una porción o sección del espectro electromagnético, que permite a los seres vivos ver los objetos que le rodean. Desde el punto de vista de la física, la luz se manifiesta como: Radiaciones de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias y longitudes. Partículas denominadas fotones.
5	Las intensidad instantánea que posee una onda electromagnética, es decir, la energía que por unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie, colocada perpendicularmente a la dirección de propagación es: I=c· eoE2. La intensidad media que se propaga es justo la mitad de la expresión anterior.	- Sistemas de comunicaciones, internet, señales satelitales y todo eso.	Radio: te acerca al mundo entero, gracias a un maravilloso universo de ondas, electricidad e inventos científicos. Mediante especializados equipos las ondas electromagnéticas se emiten, luego se transmiten, hasta que finalmente son recibidas por nosotros.
6	Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía. Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.	Por la importancia de la transferencia de energía electromagnética en el caso de la propagación de las ondas, es conveniente expresar la relación de la energía de las ondas incidente y reflejada por la relación llamada coeficiente de reflexión, el cual se define como la raíz de la relación de potencias que se encuentra dividiendo la energía reflejada por segundo que deja una superficie reflejante, entre la energía por segundo incidente a la misma superficie. Si ambas energías son iguales, el coeficiente de reflexión vale 1 y existe una reflexión perfecta.	·         Rayos X: Son producidos por electrones que saltan de órbitas internas en átomos pesados. Sus frecuencias van de 1'1·1017Hz a 1,1·1019Hz. Son peligrosos para la vida: una exposición prolongada produce cáncer. ·         Rayos gamma: comprenden frecuencias mayores de 1·1019Hz. Se origina en los procesos de estabilización en el núcleo del átomo después de emisiones radiactivas. Su radiación es muy peligrosa para los seres vivos.

EL GENERADOR ELECTRICO.

CADA EQUIPO VARIA LA VELOCIDAD DE ROTACION DE LA ESPIRA Y ANOTA EL VOLTAJE GENERADO EN CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA.

EQUIPO	ROTACION	AC generador (without commutator),	DC generador (with commutator).
1	1.2
2	2.4
3	3.6
4	4.8
5	6.0
6	7.2

SEMANA No. 9 DIA JUEVES

5.19 Generadores (transformación de energía mecánica en eléctrica)

5.20 Campo electromagnético

5.21 Ondas electromagnéticas

: Propiedades Espectro electromagnético.

Las ondas electromagnéticas cubren un espectro muy amplio de longitudes de onda y frecuencias. Por tanto, el espectro electromagnético abarca la transmisión de radio, televisión, la luz visible, la radiación infrarroja y ultravioleta, rayos x y rayos gamma.

La parte que podemos detectar del espectro electromagnético, es la luz visible, cuya longitud de onda se encuentra comprendida entre 400 y 700 nm.

Los surcos de un disco compacto se constituyen en una rejilla de difracción. La luz blanca reflejada desde las regiones entre los surcos interfiere constructivamente sólo en ciertas direcciones que dependen de la longitud de onda y de la dirección de la luz incidente. Eso hace que la superficie del CD tenga una apariencia multicolor.

MATERIAL:

Vela, cerillos, espectroscopio, cd.

Procedimiento.

-encender la vela, con el espectroscopio observar las características de la flama de la vela.

Con el espectroscopio, observar las características de las flamas solares.

Comparar las observaciones de las flamas solar y de de la vela.

OBSERVACIONES:

MATERIAL	OBSERVACIONES
FLAMA DE LA VELA	Rojo ,amarillo ,verde ,azul y morado
FLAMAS SOLARES
Foco fluorescente

 

CONCLUSIONES:El espectro electromagnético de la vela estuvo comprendido entre los 400-700 mn ya que pudimos observar los colores, estaban dentro de nuestro rango de visión.

Importancia tecnológica de las ondas electromagnéticas

1. Las señales de radio y televisión
2. Ondas de radio provenientes de la Galaxia
3. Microondas generadas en los hornos microondas
4. Radiación Infrarroja provenientes de cuerpos a temperatura ambiente
5. La luz
6. La radiación Ultravioleta proveniente del Sol, de la cual la crema anti solar nos protege la piel
7. Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano

     8.  La radiación Gama producida por núcleos radioactivos




BIBLIOGRAFIA
http://astroverada.com/_/Main/T_em.html

Energía de ondas electromagnéticas

Cargas aceleradas producen ondas electromagnéticas. Durante la propagación de la onda, el campo eléctrico oscila en un eje perpendicular a la dirección de propagación. El campo magnético también oscila pero en dirección perpendicular al campo eléctrico.

• La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tienen el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo. 
   
• Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia (longitud de onda): entre mayor su frecuencia mayor es la energía:

W = h f,

Donde W es la energía, h es una constante (la constante de Plank) y f es la frecuencia. 
 

• El plano de oscilación del campo eléctrico (rayas rojas en el diagrama superior) define la dirección de polarización de la onda. Se dice que una fuente de luz produce luz polarizada cuando la radiación emitida viene con el campo eléctrico alineado preferencialmente en una dirección.
   

BIBLIOGRAFIA

http://astroverada.com/_/Main/T_em.html