FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Tecnologías Informáticas

1. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Tecnologías Informáticas Examen parcial: 5-6-2014 Aula: A3.10 16:30 – 17:30 Prof. Norge Cruz Hernández

2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Tecnologías Informáticas Tema 6. Ondas Electromagnéticas Prof. Norge Cruz Hernández

3. Tema 6. Ondas Electromagnéticas (6 horas). 6.1 Introducción 6.2 Ecuación de ondas en una dimensión. Ondas armónicas. 6.3 Ondas electromagnéticas. Potencia e intensidad de la onda electromagnética. 6.4 Espectro electromagnético. 6.5 Interferencia y Difracción.

4. Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. • Clases de problemas: • - Boletín de problemas • -Problemas de Física General, I. E. Irodov • Problemas de Física General, V. Volkenshtein • Problemas de Física, S. Kósel • Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. • Libros de consulta: • Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

5. 6.1 Introducción • Onda: perturbación que se traslada en un medio • Ondas transversales en una cuerda • Ondas longitudinales en un fluido • Ondas transversales y longitudinales combinadas en la • superficie de un líquido

6. Una gota de agua, al caer al agua genera una perturbación que se traslada por toda la superficie del agua.

7. Un “tsunami” es como una gran gota de agua que produce una gran perturbación que mueve una gran cantidad de agua en forma de ola.

9. Los terremotos son el resultado de una onda sísmica

10. Ecuación de Onda

11. conceptos básicos

12. Intensidad de las ondas • Para ondas que viajan en tres dimensiones, definimos su intensidad como la rapidez media con que la onda transporta energía, por unidad de área, a través de una superficie perpendicular a la direccióin de propagación. Se mide en W/m2.

13. 6.2 Ecuación de ondas en una dimensión. Ondas armónicas. • Onda mecánica en una cuerda

14. número de onda

15. cálculo de la velocidad de un frente de onda

16. principio de superposición

17. ondas estacionarias

18. nodos: • antinodos:

19. cuerda fija en ambos extremos: modos normales • Al pulsar las cuerdas de un violín, guitarra, piano … etc., estamos generando ondas estacionarias en cuerdas fijas en ambos extremos. • Estas cuerdas deben tener nodos en sus extremos.

20. Los terremotos son el resultado de una onda sísmica

21. 6.3 Ondas electromagnéticas. Potencia e intensidad de la onda electromagnética. • Un teléfono móvil emite y recibe ondas electromagnéticas

22. Ecuaciones de Maxwell J. C. Maxwell Ley de Gauss del campo eléctrico Ley de Gauss del campo magnético Ley de Ampere Ley de Faraday

23. algunas propiedades • - La onda es transversal, tanto E como B son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Los campos eléctricos y magnéticos también son perpendiculares entre sí. La dirección de propagación es la dirección del producto: E x B • - Hay una relación definida entre las magnitudes de E y B: E=c B. • - La onda viaja en el vacío con una rapidez definida y constante. • - A diferencia de las ondas mecánicas, que necesitan las partículas oscilantes de un medio como el agua o el aire para transmitirse, las ondas electromagnéticas no requieren un medio. Lo que “ondula” en una onda electromagnética son los campos eléctricos y magnéticos.

24. ondas electromagnéticas armónicas ecuación de onda número de onda frecuencia angular

25. dirección del movimiento de la onda están en fase

27. RTVA San Juan de Aznalfarache Sevilla Este el orden en que se encuentran las emisoras de radio en FM.

28. energía y cantidad de movimiento de la onda electromagnética

30. es la energía que transporta la onda por unidad de tiempo y unidad de área

31. Vector de Pointing. Introducido por el físico John Pointing (1852-1914). Indica el flujo por unidad de área y unidad de tiempo en una dirección perpendicular a la dirección de desplazamiento de la onda.

32. Intentemos determinar el flujo total de energía por unidad de tiempo (potencia) que transmite el frente de onda hacia afuera de cualquier superficie cerrada: Algunas frecuencias son muy altas, y por eso es mejor calcular el promedio del vector de Pointing (intensidad).

33. Determinemos el promedio del vector de Pointing : intensidad de una onda sinusoidal

34. Estos paneles están inclinados de forma tal que miran de cara hacia el sol, es decir, casi perpendicular al vector de Pointing de las ondas que provienen del sol.

35. 6.5 Interferenciay Difracción. Principio de superposición: cuando dos ondas coinciden en el mismo punto del espacio y en el mismo tiempo, entonces la perturbación en ese punto es la suma por superposición de las dos perturbaciones. INTERFERENCIA

36. interferencia constructiva interferencia destructiva

38. ondas estacionarias

39. Si colocamos dos planos metálicos, entonces solamente se creará una onda estacionaria si: En un horno por microondas se establece una onda estacionaria, con determinados planos nodales. Los alimentos deben girar, de lo contrario, solamente se cocinarán una parte de estos.

40. 6.4 Espectro electromagnético.