Ondas electromagnéticas emitidas por una antena – E ⊥ B, c = 1/√(μ₀ε₀), c = fλ, polarización
FísicaOscilaciones y ondasEdades 17–18
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Inicia sesión para usarModelo 3D que se puede girar: las cargas que oscilan en una antena dipolo de media onda emiten una onda electromagnética cuyo campo eléctrico E y campo magnético B son perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación, oscilan en fase y viajan a c = 1/√(μ₀ε₀). Cambia la frecuencia para ver la longitud de onda λ = c/f y el lugar de la onda en el espectro, gira la antena receptora para ver que la señal sigue a cos θ y coloca un bloque de índice de refracción n para frenar la onda a v = c/n.
Lección: Ondas electromagnéticas: producción por cargas aceleradas, E ⊥ B, c = 1/√(μ₀ε₀), c = fλ, polarización, antenas emisora y receptora
Qué muestra
Una corriente alterna acelera las cargas de una antena dipolo, y toda carga acelerada emite ondas electromagnéticas. El campo eléctrico E es paralelo a la antena, el magnético B, perpendicular a E, y ambos son perpendiculares a la dirección de propagación: la onda es transversal. E y B oscilan en fase con B₀ = E₀/c, y la teoría de Maxwell da la velocidad c = 1/√(μ₀ε₀). Un dipolo emite ondas polarizadas linealmente, y una antena receptora girada θ capta solo E cos θ. En un material de índice n la onda se frena a v = c/n y su longitud de onda baja a λ/n, pero la frecuencia no cambia.
Cómo usarla
Mueve el control Frecuencia f y observa cómo cambian el corchete de longitud de onda, la longitud λ/2 de la antena y la marca roja del espectro. Gira el control Ángulo del receptor θ y compara la traza verde del osciloscopio con la amarilla. Sube Índice de refracción n para poner un bloque en el camino. Marca Diagrama de radiación para ver hacia dónde emite más la antena. Reiniciar envía un nuevo frente de onda; arrastra la vista 3D para girarla o cambia a 2D.
Parámetros que puedes cambiar
- Frecuencia f 100–1000 MHz
- Ángulo entre la antena receptora y E 0–90 °
- Índice de refracción n del bloque (1 = sin bloque) 1–2
- Vista 3D, giratoria, 2D (proyección oblicua)
- Mostrar el diagrama de radiación
Preguntas para explorar
- ¿Qué les pasa a la longitud de onda y a la longitud de la antena de media onda si duplicas la frecuencia?
- ¿Por qué una antena receptora a 90° de la antena emisora no capta ninguna señal?
- Cuando la onda entra en un bloque con n = 1,5, ¿qué magnitudes cambian y cuál se mantiene igual?