Principios Fundamentales de Óptica y Acústica: Fenómenos Ondulatorios

Luz

Reflexión Total Interna

Cuando la luz incide desde un medio de índice de refracción alto hacia un medio de índice de refracción más bajo, el haz transmitido desaparece a partir de un cierto ángulo de incidencia llamado ángulo límite.

Proceso de Interacción Radiación-Materia

• Propagación Rectilínea en Medio Homogéneo: Podemos ver la imagen del paisaje.
• Dispersión de Rayleigh (Scattering Rayleigh): Luz dispersada en la atmósfera.
• Dispersión de Mie (Scattering Mie): Luz dispersada en las nubes.
• Absorción: Las nubes cambian de color blanco a gris debido a la absorción, así como los colores de los objetos son debidos a la absorción selectiva de la radiación incidente por parte de los distintos materiales.

Ángulo de Brewster

Ángulo para el cual la luz reflejada por una superficie plana está linealmente polarizada.

Estado de Polarización de la Luz Reflejada

Es lineal con la dirección del campo eléctrico paralela a la superficie.

Sonido

Ondas de Sonido y Electromagnéticas

• Similitudes: Misma relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagación (v = λ·f). Ambas son ondas armónicas.
• Diferencias: Las ondas de sonido se propagan en un medio material y son longitudinales (ej. en gas). Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío y son transversales.

Onda Acústica: Propiedades Básicas

1. El sonido es una onda longitudinal; el desplazamiento de las moléculas se produce en la dirección de propagación.
2. Onda Armónica: Onda longitudinal con una separación espacial entre regiones del mismo estado de vibración y una variación de densidad periódica.
3. Velocidad de Propagación: Depende del medio.
4. Intensidad de la Onda de Sonido: Potencia, proporcional al cuadrado de las variaciones de presión que crean la onda.
5. Reflexión y Transmisión de la Onda de Sonido: Parte se refleja, parte se transmite.

Sistema de Comunicación por Ondas Electromagnéticas

• Componentes Principales: La señal es convertida a señal eléctrica y enviada a través de ondas electromagnéticas.
• Tres Partes: Módulo emisor, medio de transmisión (canal alámbrico o inalámbrico), módulo de detección y procesamiento de señal.
• Codificación: Modulaciones AM (Amplitud Modulada) y FM (Frecuencia Modulada).

F_max = F_s/2

Criterio de Muestreo de Nyquist

Una señal con ancho de banda limitado (f) puede reconstruirse a partir de su forma digitalizada si la frecuencia de muestreo (F_s) es mayor o igual a dos veces la anchura de banda de la señal (F_s ≥ 2·f).