En primer lugar mi saludo respetuoso para toda la comunidad académica y científica de steemit, en especial a #stem-espanol, #steemstem, #curie, #cervantes , #steemitasclub y #nucleo-fse, seguimos con el vínculo entre la óptica y la geometría, es decir, la óptica geométrica.

Introducción

Seguimos con el análisis de todos aquellos rayos o radiaciones imperceptibles a nuestros sistemas ópticos naturales (ojos), de esta forma hemos ido estructurando el esencial y amplio espectro electromagnético, de dicho espectro ya examinamos a los rayos ultravioleta (UV), infrarrojo (IR), rayos X (R-X), radiaciones microondas (MO), rayos gamma (Ƴ) y en esta ocasión conoceremos de manera general a las radiaciones u ondas de radio.

De igual forma tomando como nuestro punto referencial a la porción espectral de la luz visible a nuestra mirada, ya que como se ha expresado a través de dicho espectro hemos logrado profundizar sobre el conocimiento relacionado con todos los rayos o radiaciones que conforman el mencionado espectro electromagnético, y de esta manera nos ha permitido demostrar que la mayor parte de estas radiaciones es imposible visualizarlas con nuestros ojos, sin embargo, cada vez son más esenciales en cada una de nuestras cotidianas actividades.

En la anterior publicación pudimos relacionarnos con los súper energéticos rayos gamma debido a su reducida longitud de ondas, y por lo tanto, incidiendo esta característica tanto en su frecuencia como en su cantidad de energía, convirtiendo a dichos rayos en radiaciones denominadas ionizantes por su alto grado de penetrabilidad en la materia superando a los rayos o radiaciones X.

También debemos resaltar que nos seguiremos guiando con la conceptualización de rayos luminosos de propagación rectilínea como nos lo ha brindado la óptica geométrica, tomando además en cuente a principios esenciales como el de la reflexión y refracción, al igual seguimos con el vínculo con nuestra óptica física y su acertada definición en cuanto a las longitudes de ondas, estas últimas como ya expresamos establecen la cantidad energética que poseen dichos rayos o radiaciones electromagnéticas.

Apuntando hacia nuestro punto de referencia (luz blanca o visible), nos hemos trasladado de un lado al otro de dicha fracción espectral, y de esta forma al lado izquierdo de dicho espectro referencial nos hemos encontrado a rayos o radiaciones con longitudes de ondas menores que los de la luz blanca o visible como es el caso de los rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

Al lado derecho de nuestra referencia espectral las longitudes de ondas son mayores a dicha referencia, y nos hemos encontrados a los rayos infrarrojo, microondas y en esta oportunidad analizaremos a las ondas de radio, por lo tanto, debido a su longitud de onda las mismas son imperceptibles a la visión humana, pero que son de inmensa utilidad en cualquier tipo de desarrollo de los seres vivos de este planeta.

Al apartarnos por la banda derecha de nuestra referencia espectral nos encontraremos con rayos o radiaciones cada vez con menor capacidad energética que las porciones espectrales anteriores, y por tanto, con menor cantidad energética que nuestro espectro visible, de esta manera es posible expresar que las radiaciones u ondas de radio poseen mayor longitud de onda que las microondas, y estas las podemos agrupar en aquellas radiaciones no ionizantes de nuestro amplio espectro electromagnético.

Las radiaciones electromagnéticas de radiofrecuencia podemos decir que su principal efecto biológico es el calentamiento, esto lo pudimos observar en el análisis de las microondas y su aplicación en hornos para el calentamiento de algunos tipos de alimentos, pero en cuanto al calentamiento por la exposición de estas radiaciones de radiofrecuencia hacia las personas son significativamente menores, y hasta el momento no se ha comprobado consecuencias adversas para nuestra salud aunque es un tema de constante análisis sobre estas radiaciones debido a que con el correr del tiempo nos exponemos a ellos en lapsos cada vez más prolongados.

El hombre a través de su historia ha podido utilizar cualquier tipo de conocimiento extraído de nuestra naturaleza y de esta manera poder generar radiaciones de tipo artificiales para su implementación en cualquier área de nuestro desarrollo tal y como es el caso de las ondas de radio las cuales son esenciales en el mundo de la comunicación y nos ha permitido enormes avances en nuestra modernidad.

Las ondas de radio

En esta oportunidad continuaremos con el importante principio de la óptica física la cual nos expresa, que el vital fenómeno de la luz es un tipo de radiación electromagnética y debido a esto la denominamos energía radiante, y de igual forma utilizaremos el principio fundamental de la óptica geométrica, sus rayos luminosos con propagación rectilínea.

Nuestra fracción espectral referencial (luz visible) nos servirá para apoyarnos en este análisis sobre las ondas de radio, dichas radiaciones son las menos energéticas del espectro electromagnético, y por lo tanto, podemos decir que son de longitud de onda mayor que nuestro espectro referencia, es decir, luz visible, y como la cantidad de energía de una determinada radiación es inversamente proporcional a su longitud de onda conlleva a que las ondas de radio posean la mayor longitud de onda pero la menor cantidad de energía.

En relación a lo antes planteado podemos expresar que las ondas de radio son radiaciones de igual naturaleza que la luz que pueden percibir nuestros ojos, y por lo tanto semejante a los otros rayos o radiaciones presentes en el espectro electromagnético y ya analizados como lo son, la luz ultravioleta (UV), rayos X, rayos gamma, infrarrojo (IR) y microondas, puntualizando que todas ellas difieren en su frecuencia o longitudes de ondas y como dijimos esta característica las hace más o menos energética unas con respecto a las otras, y por lo tanto, unas son ionizantes como los rayos X y gamma y otras no ionizantes como ultravioleta, infrarrojo, microondas, onda de radio.

Al pertenecer las ondas de radio a la familia de nuestro espectro electromagnético, su propagación es claramente en forma de ondas y en línea recta de la misma forma que lo hacen el resto de los rayos o radiaciones constituyentes del espectro electromagnético, principalmente nuestro espectro referencia, la luz visible, ratificando que la longitud de onda entre nuestra luz blanca y ondas de radio son distintas, una más larga que la otra y esta corresponde a las ondas de radio.

Nadie podría negar la gran necesidad que cualquier persona sentiría al no poseer una radio en su hogar, pero esta ansiedad se incrementa vertiginosamente al hablar de la televisión, ambos instrumentos de gran necesidad doméstica en nuestros días, dichos aparatos o instrumentos eléctricos dependen esencialmente de las radiaciones de las ondas de radio para poder lograr su objetivo el cual es transportar algún tipo de información bien sea a través de algún sonido, una imagen o ambas a la vez como es el caso de la televisión.

Estas radiaciones electromagnéticas como las ondas de radio son eficazmente utilizadas como medio de transporte de la información ya que las mismas proporcionan esenciales ventajas en dicha actividad tales como; no requieren de un medio físico para poder transportar o trasladar la información requerida, ya que como se ha expresado en anteriores publicaciones las ondas electromagnéticas pueden llegar a propagarse también en el vacío, incluyendo también la rapidez con que puede viajar dicha información ya que lo hace a la velocidad de la luz, es decir, 300.000 km/s aproximadamente, y cualquier cuerpo u objeto el cual pudiera ser opaca a nuestra vista para dichas radiaciones son transparentes.

Importantes características antes mencionadas y ofrecidas por las ondas de radio al mundo que transporta la información bien sea por canales radiales o televisivos, sin embargo, estas ondas de radio de la misma forma que lo hacen las ondas sonoras se atenúan a medida que la distancia recorrida se va siendo mayor, pero este inconveniente es posible minimizarlo tanto a través de la elevación de la potencia del generador de dichas ondas como el de la sensibilidad de los receptores destinados a captar tales ondas.

El aparato radial es una interesante tecnología la cual se ha empleado para la transmisión de señales a través de la conversión del sonido de la voz en ondas o radiaciones electromagnéticas y estas últimas como expresamos no necesitan de algún medio físico para poder propagarse, estas ondas electromagnéticas viajaran luego de ser emitida por una antena emisora hasta llegar a una antena o receptor, en donde, dichas ondas electromagnéticas son convertidas en sonidos que se derivaron de la voz inicial.

En cuanto al sistema implementado para la transmisión y la recepción tanto de imágenes en movimiento como de sonidos a distancias es conocida como la televisión, dicha transmisión de este sistema pudiera ser a través de ondas de radio de menor longitud de onda que para el sistema propiamente radial, es importante señalar que existen otros mecanismos para este tipo de transmisión conjunta (imágenes en movimiento y sonido) con lo son las redes o televisión por cables, sin embargo, nuestro interés se centra en las ondas de radios como radiación electromagnética cuya propagación es rectilínea.

Por lo tanto, nos enfocaremos en las señales de radios y televisión representada por ondas electromagnéticas las cuales otra de sus grandes virtudes es que se propagan a la velocidad de la luz, es importante señalar que la transmisión de dichas ondas electromagnéticas partiendo claro está de una antena emisora hasta la antena receptora pudiera ser por dos vías o caminos.

Uno de estos caminos es la transmisión directa de antena emisora hacia la antena recepción de estas ondas, y la otra forma sería reflejar dicha transmisión de ondas en la ionosfera las cuales debido a esta reflexión vuelven a llegar a nuestra corteza terrestre específicamente a la antena receptora de dichas ondas reflejadas, como podemos observar en la siguiente figura 1.

Importante información ya que esto podría ser muy útil al momento de llevar estas ondas de radio las cuales transportan alguna información hacia otro punto que pudiera verse bloqueada por la curvatura de nuestra tierra, y de allí lo esencial de ubicar tales antenas en lugares muy altos para brindar mayor efectividad a la trasmisión y recepción de tales ondas de radio.

Estos sistemas de transmisión de comunicación poseen básicamente dos componentes uno denominado transmisor y otro receptor, siendo el primero quien origina las oscilaciones eléctricas a una determinada frecuencia y estas son llamadas frecuencia portadora, estas últimas se trasmiten en la antena en forma de radiación u onda electromagnética.

Esta irradiación es conocida como onda portadora y que al combinarla con la información que se requiere transmitir se convierte en onda modulada, la cual se propagara por el espacio hasta llegar al receptor el cual debe realizar el proceso conocido como desmodulación con la finalidad de poder captar mediante un convertidor aquella información que inicialmente fue transmitida.

Es importante resaltar que el método de la modulación se origina debido al gran interés de poder llevar o transportar una determinada información a través de nuestro espacio, conoceremos de manera general este tipo de método de transmisión, y por lo tanto, una onda portadora se puede llegar a modular de distintas formas y esto dependerá bien sea de la amplitud o la frecuencia.

La modulación por amplitud (AM) es un método que consiste cuando hacemos variar la amplitud o intensidad de una onda portadora en relación a la amplitud de aquella onda moduladora, es decir, la amplitud de la onda portadora variara por efecto de la amplitud de la información a propagar o transmitir, a continuación mostraremos la representación de una onda portadora en la siguiente figura 2.

Ahora mostraremos a una determinada onda portadora modulada de acuerdo a su amplitud como podemos observar en la siguiente figura 3.

En cuanto a la modulación por frecuencia podemos decir claramente que este método nos permite hacer variar la frecuencia de dicha onda portadora esto en relación a la amplitud de la respectiva onda moduladora, por tanto, la frecuencia de la onda portadora cambiará o variará de acuerdo a dicha onda moduladora, a continuación mostraremos la representación de una onda modulada en frecuencia en la siguiente figura 4.

Es importante poder resaltar que estos métodos de modulación son muy implementados en la transmisión de información, y el método que nos brinda mayor calidad tanto en sonido como de imagen es la modulación por frecuencia, este último se implementa de igual forma en la telefonía móvil como en la televisión, tomando en cuenta que las señales de radio por modulación por amplitud (AM) se implementan para la transmisión cuando las distancias son extensas y las ondas modulada por frecuencia (FM) se utilizan cuando las áreas son menos extensas.

Espectro de las ondas de radio

Continuamos con la conformación de cada una de las fracciones espectrales que se agrupan en el amplio espectro electromagnético, agregando en esta oportunidad la porción espectral correspondiente a las ondas de radio, en dicho espectro electromagnético se ha ordenado a todos estos rayos o radiaciones según su longitud de onda, y de esta forma a su cantidad de energía o frecuencia, y como ya hemos expresado, los rayos gamma poseen hasta el momento la mayor cantidad energética de dicho espectro y en oposición se encuentran las ondas de radio, en cuanto a la carga energética de las mismas tomando como se ha hecho nuestro espectro referencial el de la luz visible.

La porción espectral de las ondas de radio la podemos ubicar o encontrar después de las radiaciones de microondas, es decir al lado de estas, y por ser las radiaciones de menor energía analizadas se encuentra encabezando a las radiaciones denominadas no ionizantes o de menor energía de todo nuestro amplio y esencial espectro electromagnético.

Recordando además que debido a su mayor longitud de onda en relación a nuestra porción espectral referencia tales ondas o radiaciones electromagnéticas son imperceptibles para nuestros instrumentos ópticos naturales (ojos), y de esta forma acompañando a las otras radiaciones invisibles a nuestra vista como los rayos ultravioleta (UV), infrarrojo (IR), rayos X (R-X), microondas y rayos gamma, ampliando de esta forma a la familia de nuestro espectro electromagnético como podemos observar en la siguiente figura 5.

En la anterior figura 5, observamos la fracción espectral de las ondas de radio, cuya longitud de ondas por ser mayor convierten a estas radiaciones en imperceptibles para nuestra mirada, sin embargo, nadie puede negar el alto impacto que las misma tienen en la comunicación de cualquier tipo de información y con ello en el desarrollo de nuestras vidas como podemos observar en la siguiente figura 6.

Conclusión

Seguimos resaltando la incansable necesidad de la humanidad por interpretar su medio natural y poder extraer de ella cualquier tipo de información que le permita expandir tanto su comodidad como su longevidad en este tan complejo pero maravilloso universo, en donde, ha encontrado a los rayos o radiaciones que conforman el amplio espectro electromagnético y con ello el importante y esencial fenómeno de la luz blanca o visible, esta porción espectral nosotros las hemos tomado como punto de referencia para el análisis de cada una de las radiaciones presentes en dicho espectro electromagnético.

Todas y cada una de las radiaciones ya estudiadas constituyen fundamentales herramientas para la existencia de toda especie viva del universo, y en cuanto a la utilidad de las ondas de radio en el mundo de la comunicación sabemos que ha sido de enorme impacto en nuestro desarrollo en cualquier ámbito de nuestras vidas, este lado del espectro a pesar de ser las radiación con menor cantidad de energía por su longitud de ondas son muy benéficas en la transición de cualquier tipo de información, ya que son ondas electromagnéticas y no requieren necesariamente de un medio físico para propagarse en línea recta como nos los ha enseñado la óptica geométrica.

De la misma forma que la luz visible, rayos ultravioleta, rayos infrarrojo y microondas, las ondas de radio son parte de la amplia familia electromagnética correspondientes principalmente a las radiaciones no ionizantes por su baja cantidad energética en relación a la de los rayos X y gamma, y dicha ondas de radio se hacen imperceptibles ya que poseen menor energía que la de los rayos que pueden captar nuestro ojos, es decir, la luz visible.

Hoy en día podemos afirmar que gracias a los avances tecnológicos estas ondas de radio han logrado encajar perfectamente en dicha área, y de esta forma se ha llevado acabo el desarrollo de la física aplicada tanto en las señales de radio como de televisión, y que debido a la natural convivencia con estos aparatos electrónicos (radio y televisión) dejamos a un lado el increíble trabajo de la ciencia y de todas aquellas personas que han hecho posible dicha obra maestra.

Hasta otra entrega mis apreciados lectores de steemit, en especial a los miembros de la gran comunidad de #STEM-Espanol, los cuales reciben el apoyo de otras maravillosas comunidades como los son #steemstem y #curie, por lo cual recomiendo ampliamente formar parte de este ejemplar proyecto, ya que nos permiten valorar la gran tarea de la academia y el gran esfuerzo del campo científico.

Nota: Todas las imágenes fueron elaboradas usando las aplicaciones Paint, Power Point y el gif animado fue elaborado con la aplicación de PhotoScape.

Referencias Bibliográficas

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