Espectro Electromagnético

Espectro Electromagnético

Es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.

Hay 7 tipos de ondas, que son:

Onda	Características	Usos
Radiofrecuencia (Ondas de Radio)	*Son una radiación electromagnética de frecuencia comprendida entre unas pocas decenas de hercios (Hz) hasta los gigahercios (GHz, 109Hz). *Están formadas por un campo magnético y un campo eléctrico que se propagan por el espacio formando una onda  electromagnética. *Viajan en el vacío a 299.792 km/seg, que es la velocidad de propagación de la luz. *Ocupan una pequeña parte de todo el espectro electromagnético existente. *Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible. *Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones.	*En el uso terapéutico se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz. *Las ondas de radio se emplean en el tratamiento de “onda corta”. *Aparte de su efecto térmico, la onda corta posee otros efectos como son el aumento de la circulación (hiperemia), aumento leucocitario pasajero y acción analgésica y antinflamatoria. *Para la exploración del espacio exterior. Normalmente, se utilizan frecuencias que superan el Gigahercio.  Gracias a ellas se pueden controlar ingenios espaciales, enviarles órdenes y recibir señales con variados tipos de datos (fotografía, video, telemetría…).
Microondas	*Se generan mediante dispositivos electrónicos. *Son ondas de radio de alta frecuencia y por consiguiente de longitud de onda muy corta. *Su longitud de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm. *Se generan con tubos de electrones especiales como el klistrón o el magnetrón, que incorporan resonadores para controlar la frecuencia, o con osciladores o dispositivos de estado sólido especiales. *Son de la misma naturaleza que las ondas de radio, luz visible o rayos X.	*Hornos de Microondas. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo. *Las comunicaciones y el radar. *Se utiliza en el análisis de detalles muy finos de la estructura atómica y molecular. *Aplicaciones: radio y televisión, radares, meteorología, comunicaciones vía satélite, medición de distancias, investigación de las propiedades de la materia o cocinado de alimentos.
Infrarrojo	*Comprendida entre el espectro visible y las microondas. *En la oscuridad, los detectores infrarrojos pueden ver objetos que no es posible ver con luz visible, gracias a que dichos objetos irradian calor. *El calor de la luz del Sol, del fuego, de un radiador de calefacción o de una acera caliente proviene del infrarrojo. * Aunque no podemos ver esta radiación, los nervios en nuestra piel pueden sentirla como calor.	Parte de la vida cotidiana: *cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a distancia; *En el supermercado, nuestros productos se identifican con la lectura de los códigos de barras *Vemos y escuchamos los discos compactos, gracias a los infrarrojos. *También se utilizan en sistemas de seguridad, estudios oceánicos, medicina, etc. *Se utilizan en los equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz visible es insuficiente para ver los objetos.
Espectro Visible	*Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. * A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. *La luz blanca está constituida por la combinación de ondas que tienen energías semejantes sin que alguna predomine sobre las otras.  *La radiación visible va desde 384x1012 hasta 769x1012 Hz. Las frecuencias mas bajas de la luz visible (longitud de onda larga) se perciben como rojas y las de mas alta frecuencia (longitud corta) aparecen violetas.	*Los estudios científicos de objetos basados en el espectro de luz que emiten es llamado espectroscopia. Una aplicación particularmente importante de éste estudio es en la astronomía donde los espectroscopios son esenciales para analizar propiedades de objetos distantes. *Los dispositivos de visualización en color (como la televisión o la pantalla de ordenador) mezclan los colores rojo, verde y azul para generar el espectro de color.
Ultravioleta	*La radiación solar ultravioleta o es una parte de la energía radiante (o energía de radiación) del sol *Se transmite en forma de ondas electromagnéticas en cantidad casi constante (constante solar) *Su longitud de onda fluctúa entre 100 y 400 nm y constituye la porción más energética del espectro electromagnético que incide sobre la superficie terrestre. *Se dividen en tres tipos en función de su longitud de onda. Cuanto mayor sea ésta, menos energía tendrá, y viceversa. *Son altamente nocivos.	* Lámparas fluorescentes que producen radiación UV a través de la ionización de gas de mercurio a baja presión. *La luz ultravioleta también es conocida coloquialmente como luz negra. Para generar este tipo de luz se usan unas lámparas fluorescentes especiales. En estas lámparas se usa sólo un tipo de fósforo en lugar de los varios usados en las lámparas fluorescentes normales. *Control de plagas en las trampas de moscas ultravioleta se usan para eliminar pequeños insectos voladores
Rayos X	*Radiación que no es visible *Atraviesa cuerpos opacos *Se absorbe de manera diferencial *Son ondas de energía *Producen imágenes visibles cuando usamos placas fotográficas o detectores especiales para ello.	*En medicina se usan para realizar radiografías, angiografías (estudio de los vasos sanguíneos) o tomografías computarizadas. *El uso de los rayos X se ha extendido a la detección de fallos en metales o análisis de pinturas. *El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. *Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas.
Rayos Gamma	*Es producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. *Constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta *Se producen en la des excitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos. *Producidos en el espacio, no llegan a la superficie de la Tierra.	* La potencia de los rayos gamma los hace útiles en la esterilización de equipamiento médico. *Su capacidad de penetrar en los tejidos tienen un amplio espectro de usos médicos, como la realización de tomografías y radioterapias. * Se utilizan para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. * Se utilizan en la medicina nuclear para realizar diagnósticos.

Electricidad y Ondas sonoras

Electricidad

Existe desde siempre.

Benjamín Franklin ............condujo la electricidad de los rayos para el uso de las personas.

Es una propiedad física manifestada por la atracción de las partes de la materia ....átomos ... Cantidad mínima de un elemento... Tienen carga neutra use conforman de protones con cargas positivas, neutrones con carga neutra y electrones con cargas negativas.
Electrones libres? Si sucede cuando a 1 partícula se le da carga fuerte y el electrón queda libre y este electrón libres el que da electricidad.
Intercambio de electrones... Estos van recorriendo los átomos causando la electricidad.
El cobre permite el fácil intercambio de electrones. Mientras que la madera no permite este intercambio.
Así un cuerpo queda cargado de energía gracias a los electrones.
Mientras mas frío sea el material mejor será el intercambio de energía.

                          Corriente eléctrica.
Se le conoce como la circulación de electrones.
Voltaje...fuerza eléctrica que hace que un electrón realizo el cambio de un átomo a otro.

                      Conductividad eléctrica 

Se produce en diferentes materiales como los metales,porcelana y en el agua donde se dispersa la carga eléctrica.
Esta puede variar dependiendo de la resistencia y de la perdida de electrones.
El oro es buen conductor pero es poco flexible, aun que es bueno para los recubrimientos ya que no permite la perdida de electrones.

                                                     Resistividad 

capacidad de resistirse como material para el intercambio de electrones tales como el plástico,madera y el cuero . También podría ser lo orgánico y algunos vidrios,papeles y cartones. Estos detienen la transferencia de electrones.

 Ondas sonoras.

Transmiten información de forma intangible.
Solo transmitirles donde existe materia.
Se transmite de forma longitudinal y periódica .
Las variaciones del medio, son las que producen el desplazamiento de moléculas 

que lo forman.

fibra óptica y los medios de transmisión no físicos

Fibra Óptica:

 Es el medio de transmisión mas novedoso dentro de los guiados y su uso se esta masificando en todo el mundo reemplazando el par trenzado y el cable coaxial en casi todo los campos. En estos días lo podemos encontrar en la tele  por cable y la telefonía.

En este medio los datos se transmiten mediante una haz confinado de Naturaleza óptica, de ahí su nombre, es mucho más caro y difícil de manejar pero sus ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una muy buena elección al momento de observar rendimiento y calidad de transmisión.

Físicamente un cable de fibra óptica esta constituido por un núcleo formado por una o varias fibras o hebras muy finas de cristal o plástico; un revestimiento de cristal o plástico con propiedades ópticas diferentes a las del núcleo, cada fibra viene rodeada de su propio revestimiento y una cubierta plástica para protegerla de humedades y el entorno.

 En el cable de fibra óptica las señales que se transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz. Esta es una forma relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar.

El cable de fibra óptica es apropiado para transmitir datos a velocidades muy altas y con grandes capacidades debido a la carencia de atenuación de la señal y a su pureza.

Composición del cable de fibra óptica

Una fibra óptica consta de un cilindro de vidrio extremadamente delgado, denominado núcleo, recubierto por una capa de vidrio concéntrica, conocida como revestimiento. Las fibras a veces son de plástico. El plástico es más fácil de instalar, pero no puede llevar los pulsos de luz a distancias tan grandes como el vidrio.

Líneas Aéreas / Microondas:

Líneas aéreas, se trata del medio más sencillo y antiguo q consiste en la utilización de hilos de cobre o aluminio recubierto de cobre, mediante los que se configuran circuitos compuestos por un par de cables. Se han heredado las líneas ya existentes en telegrafía y telefonía aunque en la actualidad sólo se utilizan algunas zonas rurales donde no existe ningún tipo de líneas.

Microondas, en un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecer enlaces punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que interconectan la antena con la terminal del usuario.

Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud.

Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3´5 Ghz y 26 Ghz. Es usado como enlace entre una empresa y un centro que funcione como centro de conmutación del operador, o como un enlace entre redes Lan.

Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas.

Microondas terrestres: Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.

Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz.

La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias.

Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales.

Microondas por satélite: El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario.

Se suele utilizar este sistema para:

• Difusión de televisión.
• Transmisión telefónica a larga distancia.
• Redes privadas.

El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.

Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.

Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:

• Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.
• Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
• En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas"

Medios Físicos para la transmision de la información.

Medios físicos y no físicos para la transmisión de la información.

Físicos: se pueden tocar (Cables).

No físicos: no se pueden Tocar (rayos X, gamma, ondas).

Físicos:    

    

Alambre de Cobre

Cobre: se deriva de Chipre en donde están las principales y más grandes minas de ese metal.

•  Es el principal conductor de electricidad dentro de los cables.

Características.

• Alta Conductividad eléctrica.
• Cualidad mecánica: desgaste y maleabilidad (manejable).
• Alto grado de conductividad térmica: soporta altas temperaturas sin malgastarse.
• No importa el diámetro del alambre, de todas maneras conduce electricidad.
• Tiene resistencia a la corrosión (oxidación).
• Alta capacidad de formar aleaciones mecánicas (combinar un metal con otro – cobre con otros metales-).
• Se presta a deformaciones y da como resultados diferentes usos.
• Se utiliza para moldear alambres, y realizar planchas y laminas de cable.

Usos.

• Conductor de electricidad y telecomunicaciones.
• En medios de transporte.
• En Ornamentación.
• En monedas.
• En construcción.

Tipos. Con un hilo conductor o con varios hilos trenzados.

• Con un solo hilo conductor, un solo alambre que transporta la electricidad.
• Con una serie de hilos conductores que se trenzan y forman un alambre más resistente con mayor capacidad de transmisión y de mayor maleabilidad. 

Cable Coaxial

• Los primeros cables se desarrollaron en los años 40, en la 2da guerra mundial, para poder mandar información a largas distancias y los cables cubrían esa necesidad.

Características.

• Tiene propiedades físicas mecánicas, físicas y eléctricas.
• Hay diferentes tamaños y diseños.
• Cable con recubrimiento negro.
• Alambre de cobre forma parte del cable coaxial.

Constitución.

1. Parte interna encargados de conducir electricidad:

• Superior: parte  interna y céntrica de cobre, parte conductora.
• Material aislante “Shell”: cuida que no se escape la energía eléctrica, evita cortos circuitos y es el que cubre el alambre de cobre.
• Aislamiento Plástico y Cinta de aluminio: Cuida el alambre de cobre, cuida que la señal no tenga interferencia y aíslan el cable para evitar cortos circuitos.
• Blindaje de cobre trenzado “maya de alambres finos”: sirve para evitar cortes y que se quiebren.

2. Parte externa que se encarga de hacer tierra.

• Revestimiento exterior: de pvc llamado “jacket” que cubre los elementos del cable.

Tipos de transmisiones.

1. Banda Ancha: un solo cable dividido en diferentes canales. Ejemplo: el de cablevisión. Cada canal transfiere diferente tipo de información.

2.   Banda Base: es un solo cable con un solo canal. Ejemplo: el de la TV convencional o el del Teléfono.

Cable de par Trenzado

Características.

• Formado por 2 cables que se van a trenzar determinado número de veces por pie (30.48 cm).
• Transmite la información de manera más veloz.
• Cables que antes de trenzarse van a ser cubiertos de un aislante para que no haya interferencia y se pueda trenzar.
• Puede funcionar solamente una trenza o dentro de un cable puede haber varias trenzas.
• Cada par de cables es una línea de complicación diferente (dentro de un cable puede haber varios pares de par trenzado y cada uno transmitir información diferente). Ejemplo: Interfono.

Tipos.

1.Sin cobertura (UTP): son más susceptibles a daños, humedad e interferencia, no tiene forro plástico. Se utilizan principalmente en cables de teléfono e interfonos, algunos cables de conmutadores de oficina.

2.Con Cobertura (STP): Cada par de cables es forrado con recubrimiento metálico para que no tenga interferencia y son colocados en un recubrimiento plástico (Jacket). Se utilizan principalmente cuando hay muchos aparatos eléctricos y estamos susceptibles a algún cambio de voltaje o corto circuito.

Azar, incertidumbre,descubrimiento

Azar... Probabilidad,cuando las cosas van a pasar
No es predecible.
Tiene 2 variables.. Determinadas o constantes e indeterminadas que son inmedibles, cambiantes,no lineales.
Da la posibilidad de obtener resultados esperados o determinados además de algunos que no se esperan.
Gama de probabilidadesrelacionadas con las variables determinadas e indeterminadas para obtener un resultado.
Posibilidad... Que algo pueda pasar de manera esperada.
Estadística....después de que la cosas ya pasaron.

Incertidumbre
Duda,miedo,expectativa.
Inv tecnológica ....incertidumbre....... Si va a o no a satisfacer la necesidad de la sociedad.
Se evalúa si se puede cambiar o no un paradigma,sino se da no hay innovación.

Investigación.....da pie a un proceso creativo, solo si pasa la barrera del paradigma hay innovación .
Investigación...creatividad....proceso de investigación.......paradigma....innovación. Para que esta su esa debe ser funcional y aplicable en alguna disciplina ( en el área del conocimiento)
Motor que va a generar preguntas para la investigación.
Es ¿el por que pasa esto?¿Que pasaría si hago esto?
Motor de la innovación y el desarrollo, dando lugar a la innovación .
Mayor posibilidad de resultados.

Descubrimiento
Hallazgo de algo ya existente por medio de un proceso de investigación
Promueve la innovación al integrar una variable desconocida que forma parte de la solución desde el principio.