RADIO ONDAS DEL TIEMPO
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RADIO ONDAS DEL TIEMPO
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domingo, 27 de septiembre de 2015
sábado, 22 de agosto de 2015
LA RADIO
La radio
Las ondas de radio creadas por chispas eléctricas se detectaron por primera vez en la dácada de 1860. Unos 30 años después, la radio como medio de comunicación era una realidad. Hacia el año 1929 se emitían programas de radio y televisión en los receptores de toda Europa y América. Actualmente, las emisiones de radio y televisión llegan a millones de personas llegando a sustituir, en muchas ocasiones, a los libros y la prensa como medios de entretenimiento e información. En otros usos, la radio y la televisión nos permiten extender nuestros oídos, ojos y voces. Las radios, en dos sentidos, permiten a soldados, pilotos y controladores del tráfico aéreo hablar entre elos a distancia, y las cámaras de televisión remotas hacen posible que los cirujanos vean en el interior de los cuerpos y que los científicos exploren Marte con vehículos robots todoterreno, entre otras muchas aplicaciones.
RADIO ONDAS DEL TIEMPO
Las ondas de radio creadas por chispas eléctricas se detectaron por primera vez en la dácada de 1860. Unos 30 años después, la radio como medio de comunicación era una realidad. Hacia el año 1929 se emitían programas de radio y televisión en los receptores de toda Europa y América. Actualmente, las emisiones de radio y televisión llegan a millones de personas llegando a sustituir, en muchas ocasiones, a los libros y la prensa como medios de entretenimiento e información. En otros usos, la radio y la televisión nos permiten extender nuestros oídos, ojos y voces. Las radios, en dos sentidos, permiten a soldados, pilotos y controladores del tráfico aéreo hablar entre elos a distancia, y las cámaras de televisión remotas hacen posible que los cirujanos vean en el interior de los cuerpos y que los científicos exploren Marte con vehículos robots todoterreno, entre otras muchas aplicaciones.
En inventor italiano Gugliemo Marconi diseñó y construyó el
primer transmisor y receptor de radio útil en 1895. Esta tecnología, conocida
como telegrafía sin hilos, al principio se utilizó para comunicarse con los
barcos que estaban en alta mar. Al copo tiempo, el telégrafo sin hilos dejó
paso a las radios comerciales. Hacia finales de la década de 1920, cientos de
emisoras emitían información, música y programas de entrenimiento a todos los
hogares; había llegado la radio comercial.
En la radio se emite
por ondas de energía electromagnética de diferente longitud de onda, que vibran
a diferentes velocidades. Las ondas se miden en frecuencias, que pueden ser
medias, cortas o largas. El Ministerio de Ciencia y Tecnología es el encargado
de repartir las bandas de frecuencia. Éstas son como una carretera con
distintas pistas, en la que cada emisora emite de manera que no interfiere a
otras. El sonido que recogen los micrófonos se transforma en ondas, que son
recogidas y amplificadas por una antena. Estas ondas viajan por el aire y son
captadas por otra antena que envía la señal a cada receptor, el aparato de
radio, que a su vez se encarga de transformarlas en sonido. La calidad de éste
depende del aparato receptor, la cercanía o alejamiento del centro emisor y la
potencia de emisión. Técnicamente, el futuro de la radio está en la emisión
digital vía satélite, cuya primera transmisión en pruebas en el Estado español
tuvo lugar en 1997. En Euskadi, la primera emisora digital fue Radio Vitoria,
que nació a finales de la década de 1990.
La identidad del
inventor original de la radio, en su tiempo denominada "telegrafía sin
hilos", es discutida y la explicaré más abajo. Un breve resumen es el
siguiente: En San Luis (Missouri), Nikola Tesla hizo la primera demostración
pública de radiocomunicación en 1893. Dirigiendose al Franklin Institute de
Filadelfia y a la National Electric Light Association describió y demostró, en
detalle, los principios de la radiocomunicación. Los aparatos que utilizó
contenian todos los elementos que fueron incorporados a los sistemas de radio
antes del desarrollo de la válvula termoiónica. Pero, Guglielmo Marconi fue
galardonado por la que es, a veces, reconocida como la primera patente del
mundo sobre la radio. Esto es, la Patente británica 12039, Mejoras en la
transmisión de impulsos y señales eléctricas y un aparato para ello. En Estados
Unidos, algunos desarrollos clave en los comienzos de la historia de la radio
fueron creados y patentados en 1897 por Nikola Tesla. Sin embargo, la US Patent
Office (Oficina de patentes de Estados Unidos) revocó su decisión en 1904 y
adjudicó a Guglielmo Marconi una patente por la invención de la radio,
posiblemente influenciada por los patrocinadores financieros de Marconi en USA,
que incluian a Thomas Alva Edison y Andrew Carnegie. En 1909 Marconi, con Karl
Ferdinand Braun, fue también premiado con Premio Nobel de Física por sus
contribuciones al desarrollo de la telegrafía sin hilos.
Tenemos
claro que las bases teóricas sobre las que se asienta la radio no fueron
concebidas por Marconi, sino por otros investigadores o científicos. Entre
ellos, James Clerk Maxwell, quien envió un documento titulado “Una teoría
dinámica del campo electromagnético” a la Royal Society en 1873. En ese
histórico escrito, Maxwell resumía sus trabajos realizados entre 1861 y 1865 y
explicaba cómo los campos eléctricos variables crean campos magnéticos
variables, y viceversa. Además, postulaba que estos campos variables que se
propagarán por el espacio en forma de campos electromagnéticos -también
variables- que se alejarían en forma de ondas electromagnéticas de la fuente en
donde se originaron. Hubo que esperar hasta 1888 para que Heinrich Rudolf Hertz
comprobase experimentalmente la teoría de Maxwell. Hertz fue el primero en
crear artificialmente tales ondas electromagnéticas y en detectarlas. Logró
efectuar emisiones y
recepciones de estas ondas y analizar sus características. Además, Hertz
comprobó que las ondas que había generado en el laboratorio tenían exactamente
las mismas propiedades de las previstas por Maxwell. ¿Esto significa que Hertz
o Maxwell inventaron la radio? En absoluto. Estos dos científicos contribuyeron
a la comprensión del mecanismo por el cual se podría crear un sistema de
transmisión de información a través de ondas electromagnéticas, pero no
construyeron un aparato que permitiese emitir y recibir sonidos por ese medio.
Como es obvio, los
diarios de todo el mundo ponían en primera plana la noticia de que Hertz,
utilizando un oscilador eléctrico, había sido capaz de enviar y recibir ondas
electromagnéticas. En Italia, un joven Guillermo Marconi (tenía 21 años en ese
entonces) se puso a trabajar sobre la base construida por Hertz para convertir
el sonido en ondas electromagnéticas y transmitirlas a través del aire, de
forma inalámbrica. En septiembre de 1895 fue capaz, utilizando unos aparatos
que el mismo construyó, de enviar por primera vez una señal eléctrica entre dos
puntos sin utilizar cables. Rápido de reflejos, al año siguiente consiguió en
el Reino Unido la primera patente sobre la radio. Entusiasmado por su éxito,
Marconi montó una estación de radio en la isla de Wight, ubicada en la región
sur de Inglaterra, que hoy se considera la primera del mundo. En 1898 consiguió
uno de sus más importantes logros, transmitiendo una comunicación telegráfica
entre el Reino Unido y Francia a través del canal de la Mancha. Tres años más
tarde, el 12 de diciembre de 1901, repetiría el experimento enlazando
Cornualles y Terranova, separadas 3.378, una a cada lado del Océano Atlántico.
Básicamente, Marconi utilizaba como emisor un generador de chispas de muy alta
tensión conectado a una gran antena por un lado y a tierra por el otro. Este
“equipo de transmisión” no estaba “sintonizado”, por lo que al menos
técnicamente, lo que se producía no era otra cosa que un gran ruido
electromagnético que contenía ondas en un amplio margen de frecuencias. Estas
eran recibidas por un “cohesor” (“coherer”), que no era otra cosa que un
recipiente de vidrio lleno de limaduras de hierro. Este artefacto, ideado y
utilizado originalmente para proteger de los rayos las instalaciones
telegráficas, variaba su resistencia eléctrica cuando era afectado por un campo
electromagnético. ¿Esto significa Marconi inventó la radio? No necesariamente,
pero si la patentó o eso es lo que se dice; en realidad es muy difícil atribuir
la invención de la radio a una única persona.
Los trabajos de
Maxwell y Hertz, como es lógico, sirvieron para que muchos científicos se
pusieran a trabajar en temas relacionados con las ondas electromagnéticas. El 7
de mayo de 1895 (unos cuatro meses antes de que Marconi enviase su primera
señal) un ingeniero ruso llamado Alexandre Stepánovich Popov había presentado
un receptor capaz de detectar ondas electromagnéticas. Para el 24 de marzo de
1896, Popov ya disponía de un sistema completo capaz de emitir y recibir
mensajes telegráficos, y de hecho transmitió entre dos edificios de la
Universidad de San Petersburgo -separados por una distancia de 250 metros- el
texto "HEINRICH HERTZ". Del otro lado del Atlántico, el nunca
suficientemente reivindicado Nikola Tesla también trabajaba en este tema,
aunque sin basarse en el trabajo de Hertz. Efectivamente, Tesla generaba y
detectaba ondas de radio mediante corrientes eléctricas alternas de muy alta
frecuencia aplicadas a una gran antena y a tierra. Las ondas electromagnéticas
producidas de esta manera se transmitían a larga distancia y eran detectadas
por otras antenas también unidas a tierra a través de circuitos resonantes
formados por inductancias y condensadores (también ideados por Tesla). Si bien
buscaba una forma de transmitir energía eléctrica de forma inalámbrica, sin
necesidad de utilizar los costosos conductores metálicos, Tesla hizo la primer
demostración pública de radiocomunicación en San Luis (Missouri) en 1893, dos
años antes de que Marconi o Popov pudiesen hacer algo parecido.
Tesla presentó sus
trabajos en el Franklin Institute de Filadelfia y en la National Electric Light
Association. Describió y demostró todos los detalles de su sistema de
radiocomunicación. Su mecanismo, de hecho, fue utilizado durante años hasta que
se inventó la válvula termoiónica de vacío. Algunos de estos desarrollos fueron
patentados por Tesla en 1897. Sin embargo, la Oficina de Patentes de Estados
Unidos -seguramente influenciada por Thomas Alva Edison y Andrew Carnegie,
enemigos declarados de las ideas de Tesla y partidarios de Marconi- revocó
estas patentes en 1904 y otorgó al italiano la patente correspondiente a la
invención de la radio. Medio siglo más tarde, en 1943, la patente de Tesla
número 645576 fue restablecida a su dueño por la Corte Suprema de Estados
Unidos, pero Tesla ya había fallecido y no pudo disfrutar de esta victoria
legal. Así las cosas, podríamos pensar que corresponde a este científico el
mérito de la invención de la radio. Sin embargo, y dejando de lado que tanto
Tesla como Marconi y Popov llegaron más o menos al mismo tiempo y de forma
completamente independiente al mismo resultado, lo cierto es que no fueron los
únicos. Hace unos pocos años, el investigador Ángel Faus Belau, un profesor de
la Universidad de Navarra, descubrió que la primera patente sobre la
transmisión de voz sin hilos habia sido registrada por el comandante español
Julio Cervera Baviera, en 1899. Actualmente, “el inventor de la radio” suele
ser una persona diferente para cada nación, algo que no debería llamar la
atención luego de todo lo expuesto. Es posible que lo más lógico fuese
determinar alguna clase de “autoría compartida”, pero dado que la realidad
muchas veces se encuentra bastante lejos de la lógica, probablemente sigamos
discutiendo sobre la autoría de este invento durante varias décadas.
RADIO ONDAS DEL TIEMPO
miércoles, 19 de agosto de 2015
ONDAS ELECTROMAGNETICAS
Las radiaciones electromagnéticas son las generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose a la vez (oscilando). Cada partícula genera lo que se llama un campo, por eso también se dice que es una mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético.
Estas radiaciones generan unas ondas que se
pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vacío. Imaginemos que
movemos de forma oscilatoria (de arriba a bajo) una partícula cargada
eléctricamente (o magnéticamente) como la de la figura:
ondas
electromagneticas
Como vemos se crea una perturbación a su
alrededor, que es lo que llamamos una onda. Esta onda depende de la velocidad
con la que movamos la partícula (y fuerza), y de la amplitud o distancia entre
el inicio y el final del recorrido.
Cambiando estos valores podemos cambiar el
tamaño de la onda. La onda generada tendrá la misma forma pero más grande y/o
con mas ondulaciones por segundo.
Si la partícula tiene un componente
eléctrico, pero también uno magnético ya tenemos generada una radiación
electromagnética, con su onda electromagnética. Vamos analizar la onda
generada. Para medir una onda tenemos 3 datos muy importantes como podemos ver
en la siguiente figura:
radiaciones
electromagneticas
Longitud de Onda: Distancia entre dos
crestas.
Amplitud : Es la máxima perturbación de la
onda. La mitad de la distancia entre la cresta y el valle.
Frecuencia: Número de veces que se repite la
onda por unidad de tiempo. Si se usa el Hertzio es el numero de veces que se
repite la onda por cada segundo.
Además hay otros dos datos también
interesantes:
Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la
frecuencia.
Velocidad: la velocidad de la onda depende
del medio por el que se propague (por donde viaje). si la onda viaja por el
vació su velocidad es igual a la de la luz 300.000Km/segundo. Si se propaga por
el aire cambia, pero es prácticamente igual a la del vació.
Bueno ya tenemos nuestra onda viajando por
el aire. Pero..... resulta que una onda electromagnética no se genera por una
sola partícula, sino que son dos partículas diferentes, una eléctrica y otra
magnética. Además su movimiento es perpendicular, lo que hace la onda sea una
mezcla de dos ondas perpendiculares, una eléctrica y otra magnética. Aquí vemos
en la figura las dos ondas generadas por las dos partículas a la vez. Una
moviéndose sobre el eje Z y la otra sobre el eje Y:
onda electromagnetica
Aquí puedes ver una animación de la
generación de una onda electromagnética. Verás como se mueven las partículas en
cada eje y como generan la onda: Onda Electromagnética
Pero...¿Por qué son tan importantes las
ondas electromagnéticas?. Pues que son una forma de transportar energía por el
aire. No tiene barreras.
Podemos emitir una señal desde un receptor
(el punto donde se genera la onda) y recibirla en un receptor (el punto donde
cogemos la onda). Esta onda puede contener información, que primero, esta
información se deberá convertir en una señal en forma de onda electromagnética,
y una vez recibida por el receptor, descodificarla y recibir la misma
información que se envió. ¡¡¡Ya podemos enviar información por el aire sin
necesidad de cables o elementos físicos!!!.
Las ondas electromagnéticas se usan para la
radio, la televisión, internet, etc. Pero tenemos un problema. Por el aire
viajan muchas ondas. ¿Cómo las diferenciamos? Pues por su Frecuencia (recuerda
numero de veces que se repite la onda), pero es que además a mayor frecuencia,
menor longitud de la onda.
Piensa en una cuerda cuando la movemos
(frecuencia con la que la movemos), si la movemos muy lentamente creamos ondas
muy anchas (mucha longitud de onda) pero si la movemos muy rápido las ondas son
mas estrechitas (poca longitud de onda) : Frecuencia grande = Longitud de onda
pequeña y Frecuencia pequeña = longitud de onda grande.
Ya tenemos nuestras ondas diferenciadas por
su longitud de onda o por su frecuencia. Se ha creado una escala para
clasificarlas, por orden creciente de longitudes de onda ( o decreciente por su
frecuencia) llamada Espectro Electromagnético. Dependiendo de la onda
pertenecerá a un espectro u a otro.
espectro
electromagenetico
Fíjate que lo medimos en Hertzios,
MegaHertzios, etc, es decir por su frecuencia (podría ser por su longitud de
onda). Además cada aparato emite unas ondas de diferente frecuencia y si
queremos emitir ondas de telefonía móvil pues tendremos que emitirlas en una
banda de frecuencia determinada para no confundirlas con otras. Las ondas
emitidas con una frecuencia por encima de la infrarroja son las ondas visibles,
como por ejemplo la de la luz del sol. Las de frecuencia mas baja no se ven,
por ejemplo las de la radio, pero ojo existen.
Bueno esperamos que ya lo tengamos más
claro. Conclusión : Estamos rodeado de ondas que viajan y la mayoría no las
vemos, aunque ya sabemos que hay están. Las antenas emiten y reciben estas
señales, que primero se codifican y al recibirlas se descodifican para recibir
la información que transmitimos.
Las radiaciones electromagnéticas son las
generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose a la vez
(oscilando). Cada partícula genera lo que se llama un campo, por eso también se
dice que es una mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético.
Estas radiaciones generan unas ondas que se
pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vacío. Imaginemos que
movemos de forma oscilatoria (de arriba a bajo) una partícula cargada
eléctricamente (o magnéticamente) como la de la figura:
ondas
electromagneticas
Como vemos se crea una perturbación a su
alrededor, que es lo que llamamos una onda. Esta onda depende de la velocidad
con la que movamos la partícula (y fuerza), y de la amplitud o distancia entre
el inicio y el final del recorrido.
Cambiando estos valores podemos cambiar el
tamaño de la onda. La onda generada tendrá la misma forma pero más grande y/o
con mas ondulaciones por segundo.
Si la partícula tiene un componente
eléctrico, pero también uno magnético ya tenemos generada una radiación
electromagnética, con su onda electromagnética. Vamos analizar la onda
generada. Para medir una onda tenemos 3 datos muy importantes como podemos ver
en la siguiente figura:
radiaciones
electromagneticas
Longitud de Onda: Distancia entre dos
crestas.
Amplitud : Es la máxima perturbación de la
onda. La mitad de la distancia entre la cresta y el valle.
Frecuencia: Número de veces que se repite la
onda por unidad de tiempo. Si se usa el Hertzio es el numero de veces que se
repite la onda por cada segundo.
Además hay otros dos datos también
interesantes:
Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la
frecuencia.
Velocidad: la velocidad de la onda depende
del medio por el que se propague (por donde viaje). si la onda viaja por el
vació su velocidad es igual a la de la luz 300.000Km/segundo. Si se propaga por
el aire cambia, pero es prácticamente igual a la del vació.
Bueno ya tenemos nuestra onda viajando por
el aire. Pero..... resulta que una onda electromagnética no se genera por una
sola partícula, sino que son dos partículas diferentes, una eléctrica y otra
magnética. Además su movimiento es perpendicular, lo que hace la onda sea una
mezcla de dos ondas perpendiculares, una eléctrica y otra magnética. Aquí vemos
en la figura las dos ondas generadas por las dos partículas a la vez. Una
moviéndose sobre el eje Z y la otra sobre el eje Y:
Onda electromagnetica
Aquí puedes ver una animación de la
generación de una onda electromagnética. Verás como se mueven las partículas en
cada eje y como generan la onda: Onda Electromagnética
Pero...¿Por qué son tan importantes las
ondas electromagnéticas?. Pues que son una forma de transportar energía por el
aire. No tiene barreras.
Podemos emitir una señal desde un receptor
(el punto donde se genera la onda) y recibirla en un receptor (el punto donde
cogemos la onda). Esta onda puede contener información, que primero, esta
información se deberá convertir en una señal en forma de onda electromagnética,
y una vez recibida por el receptor, descodificarla y recibir la misma
información que se envió. ¡¡¡Ya podemos enviar información por el aire sin
necesidad de cables o elementos físicos!!!.
Las ondas electromagnéticas se usan para la
radio, la televisión, internet, etc. Pero tenemos un problema. Por el aire
viajan muchas ondas. ¿Cómo las diferenciamos? Pues por su Frecuencia (recuerda
numero de veces que se repite la onda), pero es que además a mayor frecuencia,
menor longitud de la onda.
Piensa en una cuerda cuando la movemos
(frecuencia con la que la movemos), si la movemos muy lentamente creamos ondas
muy anchas (mucha longitud de onda) pero si la movemos muy rápido las ondas son
mas estrechitas (poca longitud de onda) : Frecuencia grande = Longitud de onda
pequeña y Frecuencia pequeña = longitud de onda grande.
Ya tenemos nuestras ondas diferenciadas por
su longitud de onda o por su frecuencia. Se ha creado una escala para clasificarlas,
por orden creciente de longitudes de onda ( o decreciente por su frecuencia)
llamada Espectro Electromagnético. Dependiendo de la onda pertenecerá a un
espectro u a otro.
espectro
electromagenetico
Fíjate que lo medimos en Hertzios, MegaHertzios,
etc, es decir por su frecuencia (podría ser por su longitud de onda). Además
cada aparato emite unas ondas de diferente frecuencia y si queremos emitir
ondas de telefonía móvil pues tendremos que emitirlas en una banda de
frecuencia determinada para no confundirlas con otras. Las ondas emitidas con
una frecuencia por encima de la infrarroja son las ondas visibles, como por
ejemplo la de la luz del sol. Las de frecuencia mas baja no se ven, por ejemplo
las de la radio, pero ojo existen.
Bueno esperamos que ya lo tengamos más
claro. Conclusión : Estamos rodeado de ondas que viajan y la mayoría no las
vemos, aunque ya sabemos que hay están. Las antenas emiten y reciben estas
señales, que primero se codifican y al recibirlas se descodifican para recibir
la información que transmitimos.
domingo, 16 de agosto de 2015
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