Ondas, Sonido, Telefonía y Radio: Evolución de las Comunicaciones
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1. ¿Qué es una Onda?
Una onda es una perturbación que se propaga a través del espacio.
2. Tipos de Ondas y Ejemplos
Existen dos tipos principales de ondas:
- Ondas Mecánicas: Requieren un medio físico para propagarse (ej. olas, sonido).
- Ondas Electromagnéticas: No requieren un medio físico (ej. luz visible, ondas de radio).
3. Representación de una Onda
Se representa con una línea ondulada. Las partes más bajas se llaman valles y las más altas crestas.
4. Amplitud de una Onda
La amplitud indica la altura máxima de la onda.
5. Ciclo y Frecuencia
Un ciclo es la parte de la onda que se repite continuamente (la unión de una cresta y un valle). La frecuencia indica la cantidad de veces que una onda se repite por segundo.
6. Unidad de Frecuencia y Múltiplos
La unidad de frecuencia es el Hertz (Hz). Sus múltiplos son:
- Kilohertz (KHz): 1000 Hz
- Megahertz (MHz): 1.000.000 Hz
- Gigahertz (GHz): 1.000.000.000 Hz
7. Relación entre Ciclos y Frecuencia
Una onda con muchos ciclos por segundo es de alta frecuencia.
8. Longitud de Onda
Es la distancia entre dos valles o dos crestas. Se simboliza con la letra griega lambda (λ). Si aumenta la frecuencia, disminuye la longitud de onda y viceversa.
9. Ondas Mecánicas: El Sonido
9.1. ¿Qué es una onda mecánica?
Es un tipo de onda que necesita un medio físico para propagarse (ej. sonido, ondas sísmicas).
9.2. Naturaleza del Sonido
El sonido se produce cuando un objeto vibra en el aire.
9.3. Propagación del Sonido
El sonido se propaga en el agua porque hay moléculas que pueden vibrar. En el espacio no hay sonido porque no hay atmósfera.
9.4. Velocidad del Sonido
En el aire, el sonido se propaga a aproximadamente 340 m/s (1224 km/h). Un avión supersónico es aquel que viaja más rápido que la velocidad del sonido.
10. Ondas Electromagnéticas
10.1. Definición
Tipo de onda que se origina por las propiedades físicas de las cargas eléctricas.
10.2. Onda vs. Tren de Ondas
Una onda se repite una vez, mientras que un tren de ondas es periódico.
10.3. Ejemplos de Ondas Electromagnéticas
Radio, televisión, teléfono móvil. El conjunto de ondas electromagnéticas se llama espectro electromagnético.
11. El Telégrafo
11.1. Historia del Telégrafo
El telégrafo, desarrollado por Samuel Morse en 1835, fue el primer sistema de comunicación global con las características actuales: comunicación instantánea, a larga distancia y bajo precio.
11.2. Funcionamiento del Telégrafo
Se manipula un pulsador que abre y cierra un circuito eléctrico. En la estación receptora, un electroimán atrae una barra metálica con una pluma que dibuja puntos y rayas en una cinta de papel.
11.3. Código Morse
Código que utiliza puntos y rayas para representar el alfabeto.
12. El Teléfono
12.1. Impacto del Teléfono
El teléfono cambió la forma de comunicarse, trabajar y hacer negocios.
12.2. Invención y Popularización
Inventado por Antonio Meucci en 1860 y popularizado por Alexander Graham Bell.
12.3. Teléfonos en España
Aproximadamente 17 millones de fijos y 37 millones de móviles.
12.4. Funcionamiento del Teléfono Fijo
- Transformación del sonido en una señal eléctrica.
- Transporte de la señal.
- Regeneración del sonido.
12.5. Micrófono, Señal Eléctrica y Auricular
El micrófono transfiere la información del sonido a un cable eléctrico. La señal eléctrica es información que viaja en forma de electricidad. El auricular regenera la voz a partir de la señal eléctrica.
12.6. Red Telefónica
Red de abonados que permite hablar con millones de teléfonos.
13. Telefonía Móvil
13.1. Origen de la Telefonía Móvil
Martin Cooper, inspirado en un comunicador de Star Trek, es considerado el padre de la telefonía móvil.
13.2. Difusión de la Telefonía Móvil
Su rápida evolución en menos de 30 años la convierte en la tecnología con mayor difusión en la historia.
13.3. Cobertura Móvil
La zona de cobertura se divide en celdas hexagonales para aumentar el número de llamadas simultáneas.
13.4. Proceso de una Llamada
Se envía una señal de radio a la antena, que la envía a la central. La central busca el teléfono y redirige la señal a la estación base de su celda.
13.5. Problemas de Cobertura
Las ondas de radio se debilitan con la distancia o por obstáculos como montañas, edificios o túneles.
13.6. Cambio de Celda
La señal no se corta al cambiar de celda; la central envía la señal a la nueva antena.
13.7. Móvil Cuatribanda
Funciona en cuatro bandas: 900 MHz, 1800 MHz, 850 MHz y 1900 MHz.
13.8. Generaciones de Telefonía Móvil
Tres generaciones: la primera usaba señales analógicas, la segunda digitales (aumentando la capacidad) y la tercera (3G) permite internet y otros servicios.
13.9. Tarjeta SIM, PIN y PUK
La tarjeta SIM identifica el teléfono en la red y almacena contactos y mensajes. El PIN es el número de identificación personal y el PUK la clave de desbloqueo.
14. La Radio
14.1. Desarrollo de la Radio
- James Clerk Maxwell (1867): Propuso la existencia teórica de las ondas electromagnéticas.
- Heinrich Rudolf Hertz (1887): Demostró la existencia de las ondas electromagnéticas.
- Guglielmo Marconi (1895): Construyó el primer sistema de comunicación inalámbrico y en 1901 transmitió un mensaje entre Europa y América.
- Reginald Fessenden (1906): Inventó la radio de transmisión de sonidos.
14.2. Experimento de Hertz
Generaba ondas electromagnéticas mediante una chispa eléctrica y las detectaba con un anillo metálico seccionado, donde la onda generaba una pequeña corriente.
14.3. Frecuencia de una Emisora
Cada emisora se caracteriza por su frecuencia, que no puede ser utilizada por otra.
14.4. Modulación y Demodulación
La modulación cambia la forma de la onda para insertar el mensaje. El circuito demodulador del receptor extrae el mensaje.