espectro visible para el ser humano

Radio

Es difícil atribuir la invención de la radio a una única persona. En diferentes países se reconoce la paternidad en clave local: Aleksandr Stepánovich Popov hizo sus primeras demostraciones en San Petersburgo, Rusia; Nikola Tesla en San Luis (Misuri); Guillermo Marconi en el Reino Unido o el comandante Julio Cervera en España.
En 1873 el físico escocés James Clerk Maxwell formuló la teoría de las ondas electromagnéticas, que son la base de la radio. En 1888 el físico alemán Heinrich Hertz descubrió las ondas de radio. En 1894 Nikola Tesla hizo su primera demostración en público de una transmisión de radio, y casi al tiempo, en 1895, el italiano Guillermo Marconi construyó el primer sistema de radio, y en 1901 logró enviar señales a la otra orilla del Atlántico. El español Julio Cervera Baviera, que trabajó tres meses en 1898 en el laboratorio privado de Marconi es, según investigaciones realizadas por un profesor de la Universidad de Navarra, el inventor de la radio; Marconi inventó antes de Cervera la telegrafía sin hilos, pero no trabajó en la radio hasta 1913, mientras Cervera fue quien resolvió los problemas de la telefonía sin hilos, lo que conocemos hoy día como radio, al transmitir la voz humana -y no señales- sin hilos entre Alicante e Ibiza en 1902, y llegó a registrar la patente en cuatro países: España, Inglaterra, Alemania y Bélgica.
Las primeras transmisiones para entretenimiento regulares, comenzaron en 1920 en Argentina.3 La primera emisora de carácter regular e informativo es considerada por muchos autores la estación 8MK (hoy día WWJ) de Detroit (Estados Unidos) perteneciente al diario The Detroit News que comenzó a operar el 20 de agosto de 1920, aunque muchos autores opinan que es la KDKA de Pittsburg que comenzó a emitir en noviembre de 1920, porque obtuvo una licencia comercial antes que aquélla.
En los años 1920 la amplificación mediante válvula termoiónica revolucionó tanto los radiorreceptores como los radiotransmisores.
En 1933 Edwin Armstrong describe un sistema de radio de alta calidad, menos sensible a los parásitos radioeléctricos que la AM, utilizando la modulación de frecuencia (FM). A finales de la década este procedimiento se establece de forma comercial, al montar a su cargo el propio Armstrong una emisora con este sistema.
En 1943 la Corte Suprema de los Estados Unidos cede a Tesla los derechos de invención de la radio luego de interponer éste una demanda de plagio de sus patentes.
En los años 1950 la tecnología radiofónica experimentó un gran número de mejoras que se tradujeron en la generalización del uso del transistor.
En 1957, la firma Regency introduce el primer receptor transistorizado, lo suficientemente pequeño para ser llevado en un bolsillo y alimentado por una pequeña batería. Era fiable porque al no tener válvulas no se calentaba. Durante los siguientes veinte años los transistores desplazaron a las válvulas casi por completo, excepto para muy altas potencias o frecuencias.
Entre las décadas de los años 1960 y 1980 la radio entra en una época de declive debido a la competencia de la televisión y el hecho que las emisoras dejaron de emitir en onda corta (de alcance global) por VHF (el cual solo tiene un alcance de cientos de kilómetros).
En los años 1990 las nuevas tecnologías digitales comienzan a aplicarse al mundo de la radio. Aumenta la calidad del sonido y se hacen pruebas con la radio satelital (también llamada radio HD), esta tecnología permite el resurgimiento en el interés por la radio.

Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bell, (Edimburgo, Escocia, Reino Unido, 3 de marzo de 1847 – Beinn Bhreagh, Canadá, 2 de agosto de 1922) fue un científico, inventor y logopeda británico. Contribuyó al desarrollo de las telecomunicaciones y la tecnología de la aviación. Su padre, abuelo y hermano estuvieron asociados con el trabajo en locución y discurso (su madre y su esposa eran sordas), lo que influyó profundamente en el trabajo de Bell, su investigación en la escucha y el habla. Esto le movió a experimentar con aparatos para el oído.Sus investigaciones le llevaron a intentar conseguir la patente del teléfono en América, obteniéndola en 1876, aunque el aparato ya había sido desarrollado anteriormente por Antonio Meucci, siendo éste reconocido como su inventor el 11 de junio de 2002.
Muchos otros inventos marcaron la vida de Bell; entre ellos, la construcción del hidroala y los estudios en aeronáutica. En 1888, Alexander Graham Bell fue uno de los fundadores de la National Geographic Society. Además, el 7 de enero de 1898, asumió la presidencia de dicha institución.

Primer invento
Su mejor amigo era Ben Herdman, un vecino cuya familia operaba un molino harinero. En una ocasión en la que, mientras jugaban, los amigos Ben y Aleck causaron un desastre, John Herdman (padre de Ben) les regañó diciendo: "¿Por qué no hacen algo útil?". Aleck preguntó qué era necesario hacer en el molino y le dijeron que descortezar el trigo, algo que se hacía mediante un tedioso proceso. Entonces, a la edad de 12 años, Bell construyó un dispositivo hecho en casa que combinó las paletas que rotaban con los sistemas de cepillos del clavo, creando una máquina de descortezamiento simple que fue puesta en operación y utilizada durante muchos años. En agradecimiento, John Herdman les cedió un pequeño taller para que pudieran "inventar".


En 1860 Antonio Meucci saca a la luz su invento, el "teletrófono". En una demostración pública, la voz de un cantante es reproducida a una considerable distancia. La prensa italiana de Nueva York publica una descripción del invento y un tal Sr. Bendelari se lleva a Italia un prototipo y documentación para producirlo allí, pero no se vuelve a saber de él, como tampoco se materializa ninguna de las ofertas que surgen tras la demostración. Consciente de que alguien puede robarle la patente, pero incapaz de reunir los 250$ que cuesta la patente definitiva, tiene que conformarse con un trámite preliminar de presentación de documentación que registra el 28 de diciembre de 1871 y que puede permitirse renovar sólo en 1872 y 1873.
En cuanto tiene el acuse de recibo de Patentes, vuelve a empeñarse en demostrar el potencial de su invento. Para ello, ofrece una demostración del telégrafo parlante a un empresario llamado Edward B. Grant, vicepresidente de una filial de la Western Union Telegraph Company. Cada vez que Meucci trataba de avanzar, se le decía que no había hueco para su demostración, así que a los dos años, Meucci pidió que le devolvieran su material, a lo que le contestaron que se había perdido.
En 1876, Alexander Graham Bell registró una patente que realmente no describe el teléfono pero lo refiere como tal. Cuando Meucci se enteró, pidió a su abogado que reclamara ante la oficina de patentes de los Estados Unidos en Washington, algo que nunca sucedió. Sin embargo, un amigo que tenía contactos en Washington, se enteró de que toda la documentación referente al telégrafo parlante registrada por Meucci se había perdido. Una investigación posterior puso en evidencia un delito de prevaricación por parte de algunos empleados de la oficina de patentes con la compañía de Bell. En un litigio posterior entre Bell y Western Union, afloró que existía un acuerdo por el cual Bell pagaría a la Western Union un 20% de los beneficios derivados de la comercialización de su invento durante 17 años.
En el proceso legal de 1886, Meucci tuvo que lidiar, incluso contra sus propios abogados, presionados por el poderoso Bell, pero Meucci supo hacer entender al juez que no cabía duda en cuanto a la autoría del invento registrado. A pesar de la declaración pública del entonces Secretario de Estado: “existen suficientes pruebas para dar prioridad a Meucci en la invención del teléfono". A pesar de que el gobierno de Estados Unidos inició acciones legales por fraude contra la patente de Bell, el proceso fue embarrancado en el arenal de los recursos por los abogados de Bell, hasta cerrarse a la muerte de Meucci en 1896.
Meucci falleció pobre y amargado y jamás vio la gloria y el reconocimiento de su talento, el cual chocó con su escaso conocimiento del inglés y su poca desenvoltura ante las artimañas legales y los ingentes intereses económicos de las grandes corporaciones de Estados Unidos.
El 11 de junio de 2002, el Boletín Oficial de la Cámara de Representantes de los EE.UU. publica la Resolución Nº269 por la que se honra la vida y el trabajo de inventor italoamericano. En la misma se reconoce que fue más bien Meucci antes que Graham Bell quien puede haber sido el inventor del teléfono. Reconoce además que demostró y publicó su invento en 1860 y concluye con un reconocimiento a su realización en dicha invención.

MUESTREO DE UNA SEÑAL

El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, también conocido como teorema de muestreo de Whittaker-Nyquist-Kotelnikov-Shannon, criterio de Nyquist o teorema de Nyquist, es un teorema fundamental de la teoría de la información, de especial interés en las telecomunicaciones.
Este teorema fue formulado en forma de conjetura por primera vez por Harry Nyquist en 1928 (Certain topics in telegraph transmission theory), y fue demostrado formalmente por Claude E. Shannon en 1949 (Communication in the presence of noise).
El teorema trata del muestreo, que no debe ser confundido o asociado con la cuantificación, proceso que sigue al de muestreo en la digitalización de una señal y que, al contrario del muestreo, no es reversible (se produce una pérdida de información en el proceso de cuantificación, incluso en el caso ideal teórico, que se traduce en una distorsión conocida como error o ruido de cuantificación y que establece un límite teórico superior a la relación señal-ruido). Dicho de otro modo, desde el punto de vista del teorema, las muestras discretas de una señal son valores exactos que aún no han sufrido redondeo o truncamiento alguno sobre una precisión determinada, esto es, aún no han sido cuantificadas.
El teorema demuestra que la reconstrucción exacta de una señal periódica continua en banda base a partir de sus muestras, es matemáticamente posible si la señal está limitada en banda y la tasa de muestreo es superior al doble de su ancho de banda.

FENOMENOS

Histéresis
La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias.

ALIASING 

En estadística, procesamiento de señales, computación gráfica y disciplinas relacionadas, el aliasing es el efecto que causa que señales continuas distintas se tornen indistinguibles cuando se muestrean digitalmente. Cuando esto sucede, la señal original no puede ser reconstruida de forma unívoca a partir de la señal digital. Una imagen limitada en banda y muestreada por debajo de su frecuencia de Nyquist en las direcciones "x" e "y", resulta en una superposición de las replicaciones periódicas del espectro G(fx, fy). Este fenómeno de superposición periódica sucesiva es lo que se conoce como aliasing o Efecto Nyquist.
El aliasing es un motivo de preocupación mayor en lo que concierne a la conversión analógica-digital de señales de audio y vídeo: el muestreo incorrecto de señales analógicas puede provocar que señales de alta frecuencia presenten dicho aliasing con respecto a señales de baja frecuencia.

Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Rudolf Hertz (Hamburgo, 22 de febrero de 1857 – Bonn, 1 de enero de 1894) fue un físico alemán descubridor del efecto fotoeléctrico y de la propagación de las ondas electromagnéticas, así como de formas de producirlas y detectarlas.

Confirmó experimentalmente las teorías del físico inglés James C. Maxwell sobre la identidad de características entre las ondas luminosas y electromagnéticas, y se consagró a la tarea de emitir estas últimas («Experimento de Hertz», 1887).

Para ello construyó un oscilador (antena emisora) y un resonador (antena receptora), con los cuales transmitió ondas electromagnéticas, poniendo en marcha la telegrafía sin hilos. Desde entonces se conocen como ondas hertzianas a las ondas electromagnéticas producidas por la oscilación de la electricidad en un conductor, que se emplean en la radio; también deriva de su nombre el hertzio, unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por segundo y se representa por la abreviatura Hz (y sus múltiplos: kilohertzio, megahertzio y gigahertzio).

Después siguió investigando en otros temas científicos, hasta elaborar unos Principios de mecánica (que aparecieron después de su muerte, en 1894) en los que desarrollaba toda la mecánica a partir del principio de mínima acción, prescindiendo del concepto de fuerza.

CONCEPTOS PRINCIPALES

CONCEPTOS BÁSICOS

Onda electromagnética:  

Forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio. Y sus aspectos teóricos están relacionados con la solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell. A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse; es decir, pueden desplazarse por el vacío.

ATENUACIÓN:

  Se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.

LONGITUD DE ONDA:

La longitud de onda de una onda describe cuán larga es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de ondas.

CAMPO ELÉCTRICO:

Es asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones.

CAMPO MAGNÉTICO:

Región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad v como al campo B.

FASE:

 En un movimiento armónico simple; A es la amplitud y T es el período, dados dos instanets y , tales que presentan la misma fase de la onda. La fase indica la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varía cíclicamente. Representación matemática En el caso de una onda sinusoidal que avanza en el sentido de los x crecientes, si es la amplitud, la pulsación (en radianes por segundo), k el número de onda (en 1/m), t el tiempo (en segundos) y x la posición (en metros), podemos escribir:

A(x,t) = A0cos(kx − ωt + φ0)

 Y en ese caso general la fase es el argumento de la función que contiene la dependencia del tiempo es la fase , siendo , la fase inicial. No se puede determinar el ángulo de fase de una onda basándose en una sola medida de la onda. Midiendo los valores en función del tiempo o de la posición, se puede deducir el ángulo de fase, pero con una indeterminación de un múltiplo entero de 2 pi. En realidad, el valor del ángulo de fase no es muy útil. 

FASOR:

Representación gráfica de un número complejo que se utiliza para representar una oscilación, de forma que el fasor suma de varios fasores puede representa la magnitud y fase de la oscilación resultante de la superposición de varias oscilaciones en un proceso de interferencia.

Los fasores se utilizan directamente en óptica, ingeniería de telecomunicaciones y acústica. La longitud del fasor da la amplitud y el ángulo entre el mismo y el eje-x la fase angular. Debido a las propiedades de la matemática de oscilaciones, en electrónica los fasores se utilizan habitualmente en el análisis rudimentario de circuitos en AC. Finalmente, los fasores pueden ser utilizados para describir el movimiento de un oscilador. 

PERMITIVIDAD:

La permitividad (o impropiamente constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio. La permitividad del vacío ε0 es 8,8541878176x10-12 F/m.

PERMEABILIDAD MAGNÉTICA: 

Comparación simple de permeabilidades para: ferromagnetos (μf), paramagnetos (μp), diamagnetos (μd) y el vacío (μ0).En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho material.

La magnitud así definida, el grado de magnetización de un material en respuesta a un campo magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo μ.

CONSTANTE DE ATENUACIÓN:

La parte real de constante de propagación en cualquier propagación electromágnetica medio  la constante se expresa como un valor numérico por longitud de unidad y se puede generalmente calcular o determinar experimental para cada medio.La constante de atenuación, de la cual está en las unidades “naturales” nepers/meter se puede analizar en dos componentes, una pérdida de representación del metal, la otra pérdida dieléctrica de representación:La pérdida de la mayoría de las líneas de la transmisión es dominada por la pérdida del metal, que varía cerca aproximadamente. Esta dependencia de la frecuencia es debido a la conductividad finita de metales, y efecto de piel.

POTENCIA ELÉCTRICA:

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio.

FRECUENCIA:

Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

AMPLITUD:

La amplitud de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo. Es la distancia máxima entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.