Marco Teórico:
Una guía de onda es un tubo conductor hueco, que generalmente es de sección transversal rectangular, o bien circular o elíptica. Las dimensiones de la sección transversal se seleccionan de tal forma que las ondas electromagnéticas se propaguen dentro del interior de la guía. Las paredes de la guía de onda son conductores y por lo tanto reflejan energía electromagnética de la superficie. sup erficie. En una guía de onda, la conducción de energía no ocurre en las paredes de la guía de onda sino a través del dieléctrico dentro de la guía de onda. La energía electromagnética se propaga a lo largo de la guía de onda reflejndose hacia un lado y otro. E!isten muchos tipos de guías de onda, pero las ms utili"adas son las guías de onda transversales #rectangular, circular o elíptica$. Las guías de onda rectangulares son las formas ms comunes de guías de onda. La energía electromagnética se propaga a través del espacio libre como ondas electromagnéticas transversales #%E&$ con un campo magnético, un campo eléctrico, y una dirección de propagación que son mutuamente perpendiculares. 'ara propagar una onda %E& e!itosamente e!itosamente a través de una guía de onda, la onda debe propagarse a lo largo de la guía en forma de "ig"ag, con el campo eléctrico m!imo en el centro de la guía y cero en la superficie de las paredes. La (ibra )ptica es un medio de transmisión físico capa" de brindar velocidades y distancias superiores a las de cualquier otro medio de transmisión #cobre e inalmbricos$. *on peque+os filamentos de vidrio ultra puro por el cual se pueden mandar haces de lu" de un punto a otro en distancias que van desde m hasta - ilómetros. E!isten diferentes tipos de fibra óptica, y cada una es para aplicaciones diferentes, como para uso &édico, de control, de iluminación, de imprenta y el de %elecomunicaciones. Objetivo:
. /bservar el efecto de encau"amiento de ondas electromagnéticas, y clasificar los conductos utili"ados como guías de ondas0 o 1fibras ópticas0. 2. 3onocer las precauciones que requiere el uso de lser y de a sonda del fotómetro. Material: • • • • • • • • • •
Lser de 4e 5 -e de 6.7 8m9: ;ecipiente transparente con orificio de <.=7 8mm: #>? de pulgada$ cercano a su base @anco óptico %ransportador angular *onda de fotómetro Emisor de microondas de 6.727 8A4":. ;eceptor de microondas de 6.727 8A4": Aoniómetro con su riel portaBcomponentes @olsa de granitos de estireno 3alibrador con vernier
Desarrollo:
C3%DDFCF . ;epresente en un diagrama simplificado la trayectoria de un rayo de lu" en el interior del chorro de agua.
Rayo
Chorro de agua
ACTIVIDAD 2. EXPERIMENTO I.
%omando como base el dimetro apro!imado de las fibras de la sonda y la longitud de onda de la lu" roja del lser, clasifique a la fibra como 1guía de ondas0 o 1fibra óptica0. 3on el vernier se obtuvo la siguiente medida para una sola fibra. d fibra optica =0.24 ∓ .01 [ mm ]
Febido a que la longitud de onda de la lu" roja del lser se encuentra en el orden de los nanómetros, se puede asegurar que se trata de una fibra óptica, ya que se cumple la siguiente e!presión. λ ≪ d fibraoptica EXPERIMENTO II. GUÍAS DE MICROONDAS
ACTIVIDAD 3. 3ompare
la intensidad de la se+al detectada en el inciso DD.<, con la de la se+al detectada en ausencia de la bolsa en el inciso DD. y proporcione una e!plicación cualitativa de los hechos. Cl encontrarse emisor y receptor dispuestos a ?6 grados se obtenía una lectura completa, sin embargo, el receptor se calibró para obtener una lectura media, cuando se colocó la bolsa llena de granitos en el emisor, sin volver al receptor, se observó una caída en la lectura, ya que la bolsa actGa como una guía de onda que 1desvía0 la onda lejos del receptor. ACTIVIDAD 4. 3ompare
las intensidades de la se+al detectadas en los incisos DD.H y DD.7I e!plique de manera cualitativa la ra"ón de las diferencias observadas. Cl disponer ahora el goniómetro de manera que no se encuentren el receptor y el emisor la lectura disminuía casi a cero, sin embargo, al conectarlos entre sí mediante la bolsa tubular se observó de nuevo una lectura mayor, lo que comprueba que la bolsa presenta el fenómeno de refle!ión total interna. ACTIVIDAD 5.
3on base en el dimetro de la bolsa y la longitud de onda de las microondas, clasifique a la bolsa como 1guía de ondas0 o como 1fibra óptica0. 3on el vernier se obtuvo el dimetro de la bolsa deJ d bolsa=5.47 ∓ 0.001 [ cm ]
3on datos del emisor sabemos que
λ = 2.8 [ cm ]
'or lo que se puede concluir que la bolsa actGa como una guía de onda, al ser la longitud de onda cercana al orden del dimetro de la guía.
3onclusionesJ *C-%DCA/ C-CKC ;/&CEn esta prctica pude aprender un poco sobre la naturale"a de las guías de onda como la fibra óptica, comprobé la diferencia de la guía de onda con la fibra óptica, así mismo me pareció buena idea poder verificar como es que funcionan ambos materiales, mientras que una guía de onda refleja totalmente la lu" la guía de onda permite que se pierda o transmita parte del rayo que pasa por el.
