Antenas

                                                             Antenas

Es un dispositivo diseñado con el objetivo de emitir y/o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre.
Una antena transmisora transforma energía eléctrica en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.
Existe una gran diversidad de tipos de antenas.
Ejemplo: una emisora de radio comercial o una estación base de teléfonos móviles.
Las características de las antenas es que dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida.

Si las dimensiones de la antena son mucho mas pequeñas que la longitud de onda las antenas se denominan elementales, si tienen dimensiones del orden de media longitud de onda se llaman resonantes, y si su tamaño es mucho mayor que la longitud de onda son directivas.

Un diagrama animado de una antena dipolo de recibir una onda de radio.



Directividad
se define como la relación entre la intensidad de radiación de una antena en la dirección del máximo y la intensidad de radiación de una antena isotropica que radia con la misma potencia total:







Ganancia 
Se define como la ganancia de potencia en la dirección de máxima radiación.
La ganancia (G) se produce por el efecto de la directividad al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de radiación.



La unidad de ganancia (G) de una antena es el dBd o dBi, dependiendo si esta se define respecto a un dipolo de media onda o a la isotropica.

Clasificación clásica de las antenas

antenas de hilo
Son antenas cuyos elementos radiantes son conductores de hilo que tienen una sección despreciable respecto a la longitud de onda de trabajo.
Se utilizan extensamente en las bandas de MF, HF, VHF, y UHF.
Ejemplos de antenas hilo son:
El monopolio vertical.
El dipolo y su evolución, la antena yagi.
La antena espira.
La antena helicoidal es un tipo especial de antena que se usa principalmente en VHF y UHF.
Un conductor describe una Hélice, consiguiendo asi una polarización circular.

Antenas de apertura
Las antenas de apertura son aquellas que utilizan superficies o aperturas para direccionar el haz electromagnético de forma que concentran la emisión y recepción de su sistema radiante en una dirección.


Antenas planas
Un tipo particular de antena plana son las antenas de apertura sintética, típicas de los radares de apertura sintética (SAR).

Arreglos de antenas
Los arreglos de antenas están formados por un conjunto de dos o más antenas ordenadas de tal forma que en su conjunto se comportan como una única antena con un diagrama de radiación propio.




Antenas con reflector
El origen de la antena con reflector se remonta a 1888 en el laboratorio de Heinrich Hertz, que demostró experimentalmente la existencia de las ondas electromagnéticas que habían sido predichas por James Clerk Maxwell unos quince años antes. En sus experimentos, Hertz utilizó un reflector parabólico cilíndrico de zinc, excitado por una chispa en la parte central de un dipolo colocado en la línea focal y otro similar como receptor.

Tipos básicos de antenas, descripción y características
Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia, o que, conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana para este fin existen diferentes tipos:
Antena Colectiva:    Antena receptora que, mediante la conveniente amplificación y el uso de distribuidores,  permite su utilización por diversos usuarios
Antena de Cuadro:    Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espiras arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace útil en radiogoniometría
Antena de Reflector o Parabólica:    Antena provista de un reflector metálico, de forma parabólica, esférica o de bocina, que limita las radiaciones a un cierto espacio, concentrando la potencia de las ondas; se utiliza especialmente para la transmisión y recepción vía satélite.
Antena Lineal:  La que está constituida por un conductor rectilíneo, generalmente en posición vertical.
Antena Multibanda:    La que permite la recepción de ondas cortas en una amplitud de banda que abarca muy diversas frecuencias
Dipolo de Media Onda:    El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas más ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud física de una antena de media longitud de onda es prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como antena de Hertz.
Una antena de Hertz es una antena resonante. O Sea, es un múltiplo de un cuarto de longitud de onda de largo y de circuito abierto en el extremo más lejano. Las ondas estacionarias de voltaje y de corriente existen a lo largo de una antena resonante.

La figura anterior podemos observar las distribuciones de corriente y voltaje ideales a lo largo de un dipolo de media onda. Cada polo de la antena se ve como una sección abierta de un cuarto de longitud de onda de una linea de transmisión. Por lo tanto en los extremos hay un máximo voltaje y un mínimo de corriente y un mínimo de voltaje y un máximo de corriente en el centro. En consecuencia, suponiendo que el punto de alimentación esta en el centro de la antena, la impedancia de entrada es Eminimo / Imaximo y un valor mínimo. La impedancia en los extremos de la antena de Emaximo / Iminimo y un valor máximo.
La figura siguiente muestra la curva de impedancia para un dipolo de media onda alimentado en el centro.

La impedancia varia de un valor máximo en los extremos de aproximadamente 2500 W a un valor mínimo en el punto de alimentación de aproximadamente 73 W (de los cuales entre 68 y 70 W es la impedancia de radiación).
El patrón de radiación de espacio libre para un dipolo de media onda depende de la localización horizontal o vertical de la antena con relación a la superficie de la tierra.

    La figura siguiente muestra el patrón de radiación vertical para un dipolo de media onda montado verticalmente. Observese que los dos lóbulos principales que irradian en direcciones opuestas están en ángulo derecho a la antena, los lóbulos no son círculos, se obtienen solo en el caso ideal donde la corriente es constante a todo lo largo de la antena, y esto es inalcanzable en una antena real.

Antena Yagi:    Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. (figura siguiente)
    Los elementos no activados se denominan parásitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos y varios parásitos. Su ganancia esta dada por:

G = 10 log n donde n es el número de elementos por considerar.

   Para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activo es de 0.15l , y entre el activo y el director es de 0.11l . Estas distancias de separación entre los elementos son las que proporcionan la óptima ganancia, ya que de otra manera los campos de los elementos interferirían destructivamente entre sí, bajando la ganancia.
    Como se puede observar, este diseño de antena yagi resulta ser de ancho de banda angosto, ya que el elemento dipolar está cortado a una sola frecuencia que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razón se utiliza la denominada antena yagi de banda ancha, la cual puede cubrir varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia.

    En la figura siguiente se muestran los parámetros de diseño x y y, creando la relación x + y = l /4, la ganancia se acentúa alrededor de un solo canal, como se muestra en la

Para considerar una antena yagi de banda ancha es necesario, entonces, hacer ajustes en las distancia entre los elementos para obtener, junto con el ancho de banda deseado, la ganancia óptima. Se recuerda que para un arreglo de antenas en las cuales todos los elementos van alimentados se obtiene mejor ganancia para el denominado "en linea". Como la antena yagi utiliza elementos alimentados y parasitos, es común aumentar el numero de elementos alimentados a 2 o 3; estos dipolos se cortan a la frecuencia media del ancho de banda; generalmente para los canales bajos de televisión da muy buen resultado. En la figura siguiente se proporciona las dimensiones para óptima ganancia de una antena yagi de tres elementos

Antenas Prácticas
La elección de la antena a instalar en una situación determinada depende de un gran número de factores. Desde un simple alambre extendido entre las azoteas dos edificios vecinos hasta complejas estructuras sobre una torre giratoria, las configuraciones posibles son muy numerosas, y el aficionado debe escoger la que más se acomode a sus posibilidades y necesidades. En los edificios urbanos, donde frecuentemente el espacio es restringido, el trabajo en HF puede iniciarse con una antena vertical con algunos «radiales» como plano de tierra, que puede proporcionar buenos contactos, aunque las antenas de este tipo son susceptibles de captar más ruido eléctrico ambiental que los dipolos horizontales. En VHF y UHF, ha de ser generalmente factible hallar en un edificio un punto donde instalar una antena vertical eficaz o incluso una pequeña directiva con un rotor al extremo de un mástil.
La antena dipolo de 1/2 onda. Desde el punto de vista eléctrico y considerando la fiabilidad de predicción de su comportamiento, la facilidad en procurarse los materiales necesarios y su economía, la antena dipolo de media onda alimentada por el centro es la opción que debería considerar en primer lugar el radioaficionado aprendiz.
Una antena horizontal de media onda, despejada y elevada por lo menos un 1/4 de onda sobre cualquier obstáculo, proporciona buena cobertura para distancias cortas y medias y es capaz de dar alguna agradable sorpresa en distancias largas. La longitud total de una antena dipolo de hilo es algo menor que la correspondiente a la media onda en el aire debido al efecto puntas de los conductores (capacidad del hilo más los aisladores extremos). Así pues, una antena para la frecuencia de 21,175 MHz (centro del segmento de fonía para EC) debería tener unos 6,85 m. Un dipolo del mismo tipo para el segmento de CW de la banda de 40 metros (7,025 MHz) mide 20,64 m. Las medidas anteriores son válidas suponiendo que el diámetro del conductor empleado es muy reducido comparado con la longitud de la onda a radiar. Si el conductor de la antena es grueso se debe aplicar un factor de reducción. El diagrama de radiación vertical de un dipolo depende grandemente de su distancia al suelo y de las características de éste, lo cual explica en parte las enormes diferencias de comportamiento de antenas aparentemente iguales, situadas en lugares distintos.

La Antena Vertical de 1/4 de Onda
El más conocido dipolo asimétrico es la antena de cuarto de onda con plano de tierra artificial, conocida como ground plane. El plano de tierra se simula mediante varios «radiales» de un cuarto de onda extendidos por debajo del elemento radiante vertical y conectados a la malla del cable de alimentación. La práctica demuestra que en HF 30 o 40 radiales de un 1/4 de onda y separados del suelo proporcionan excelentes resultados. En VHF y UHF, donde por lo general las antenas verticales se instalan a cierta altura sobre el suelo, el número de radiales puede ser mucho más reducido. Con los radiales en ángulo recto respecto al elemento radiante, la impedancia de la antena es de 36 ohmios. A medida que los radiales forman un ángulo más obtuso respecto al elemento radiante, la impedancia del sistema aumenta. La antena vertical mínima debe tener un 1/4 de onda eléctrico, lo que no significa que tenga la longitud física de una cuarta parte de la longitud de la onda a transmitir. La longitud física de una antena autorresonante para las bandas de onda más larga -y especialmente en la banda de 160 metros-, puede ocasionar problemas mecánicos para su sustentación de modo que, en general, se la hace menor a la teórica de 1/4 de onda y aún funciona bastante bien. Las antenas verticales cortas se «alargan» artificialmente bien añadiéndoles una inductancia en la base o una capacidad en el extremo superior.

El Dipolo en V Invertida
Cuando el espacio disponible no permite extender el dipolo horizontalmente en toda su longitud, se puede adoptar la configuración de las antenas dipolo en V invertida, que son una buena solución y que presenta incluso algunas ventajas frente al dipolo horizontal. Esta antena se instala utilizando un solo mástil, que la sustenta por su centro o suspendida de una driza. Con un ángulo de 90º entre las ramas en el vértice, esta antena presenta un diagrama de radiación prácticamente omnidireccional, ángulos de salida bajos y una impedancia próxima a los 50 ohmios, que la hace apta para ser alimentada con cable coaxial.

Antenas para Espacios Reducidos
Para las bandas de 80 y 160 metros, en muchas ocasiones no es materialmente posible extender un dipolo de media onda. Es preciso entonces, tratar de acomodar las ramas de la antena al espacio disponible, doblándolas en el plano horizontal o decidirse por una antena vertical. Combinando varios procedimientos es posible construir antenas cuya longitud física sea la mitad o aún menos de la que teóricamente le correspondería y aún así ser muy eficientes. No es infrecuente, por ejemplo, ver antenas dipolo rígidas para la banda de 40 metros cuya longitud total no supera los 10 m. Con todo, no hay que olvidar que cualquier reducción de tamaño de una antena comporta inevitablemente una reducción del ancho de banda útil, así como un descenso del rendimiento total debido, entre otras cosas, a las pérdidas acumuladas en los elementos añadidos.
Antenas Cortas con Inductancias
Uno de los procedimientos usuales para «alargar» eléctricamente las antenas comporta el uso de inductancias en sus ramas. El cálculo del valor y posición de esas inductancias es bastante complicado para hacerlo manualmente por lo que deben usarse programas de ordenador que lo resuelven con buena exactitud. No es válida la simplificación de acortar la antena simplemente arrollando el exceso de hilo sobre un soporte cualquiera formando una bobina; la inductancia necesaria de esa bobina depende de la posición que ocupe sobre el dipolo y de la longitud total de éste, así que sería sólo casualidad acertar con todas las variables.

Antenas Cortas con Cargas Lineales
Otro método de reducir la longitud física de las antenas, manteniendo la resonancia y ofreciendo una resistencia de radiación conveniente y bajas pérdidas, es el uso de las llamadas cargas lineales, consistentes en plegar sobre sí mismo parte del conductor de la antena; el cálculo de las dimensiones de esa configuración es muy complejo y debe realizarse con la ayuda de un programa de ordenador.

Antenas Cortas con Carga Capacitiva
Un tercer procedimiento para «alargar» artificialmente una antena es añadir capacidad al extremo de la misma. Esta capacidad está compuesta por lo general por una red de conductores (cruz, polígono, etc.) conectada al extremo del conductor que se quiere alargar eléctricamente. Un medio para añadir carga capacitiva a un mástil radiante vertical es utilizar una sección de los vientos superiores, que se conectan eléctricamente al vértice del mástil, formando las aristas de un polígono cónico. Si la reducción de longitud es considerable, una antena de ese tipo presenta una baja resistencia de radiación, que complica asimismo el problema de las pérdidas del sistema de tierra.

Antenas Dipolos Multibanda
Un dipolo resuena, además de en su frecuencia natural, a frecuencias múltiplos de aquella; a ciertas frecuencias, la impedancia en el punto de alimentación hace que la ROE resultante sea muy elevada. Es posible, sin embargo, hacer resonar una antena en varias bandas manteniendo su impedancia en valores próximos a la del cable coaxial haciendo uso de «trampas» de onda, que dividen eléctricamente la antena en varios tramos, cada uno de los cuales, añadido al anterior, hace resonar a la antena en una banda determinada. Las trampas de onda actúan prácticamente como un interruptor a su frecuencia, aislando las secciones subsiguientes de la antena. A una frecuencia inferior, la tranpa presenta reactancia inductiva, alargando así eléctricamente la rama. Es posible combinar los distintos valores de forma que la antena resuene en dos o más bandas con una impedancia adecuada para ser alimentada con cable coaxial. Una popular antena de ese tipo es el dipolo para dos bandas (típicamente para 80 y 40 metros) que desarrolló W3DZZ hace ya muchos años. En el número 180 (diciembre 1998) de CQ Radio Amateur y en su página 24 se incluye un excelente artículo de G. Murphy, VE3ERP, que ofrece varias antenas multibandas con trampas LC, ya resueltas.
Otra popular antena multibanda es la desarrollada por John Varney, G5RV, de la cual se han desarrollado varias versiones, cortas y largas, que no es difícil de construir y debería ser ensayada por todo radioaficionado.

Antenas para VHF y UHF
Dada la menor longitud de onda de las señales de VHF y UHF, las dimensiones de las antenas básicas (dipolo, vertical con plano de tierra, etc.) son proporcionalmente menores y por ello mismo en esas bandas son posibles formaciones de mayor ganancia, con múltiples elementos, que resultarían inviables en las bandas decamétricas.

Antenas Verticales para V-UHF
Una sencilla antena vertical de 1/4 de onda con plano de tierra artificial puede proporcionar buenos resultados en un entorno urbano. Inclinando los radiales hacia abajo se logra rebajar el ángulo de radiación y elevar la impedancia hasta los 50 ohmios convenientes para alimentarla con cable coaxial. Combinando varias antenas verticales con sus elementos «en línea» se obtiene la antena denominada colineal, con la que se logran mayores prestaciones al concentrar la energía en un menor ángulo vertical, de forma que no se desperdicia energía hacia lo alto. Comercialmente se ofrecen antenas de este tipo que resultan prácticas y convenientes de instalar, tanto en situaciones fijas como sobre un vehículo. La comunicación en VHF o UHF a través de repetidores (analógicos o digitales) se efectúa exclusivamente en FM y utilizando polarización vertical, por lo que las antenas verticales omnidireccionales ofrecen una excelente solución para repetidores relativamente cercanos.

Antenas Direccionales para V-UHF
Cuando se desea incrementar el alcance de la estación en VHF o UHF es necesario optar por una antena direccional, fija o acoplada a un rotor. Dadas las dimensiones relativamente reducidas de estas antenas, incluso con múltiples elementos, es factible mejorar sustancialmente el alcance de un equipo sin necesidad de apelar a amplificadores utilizando antenas direccionales.

http://www.todoantenas.cl/tipos-de-antenas.html

Luz y Óptica geometrica

La luz y la óptica geométrica

la óptica se ocupa del estudio de la luz, de sus características y de sus manifestaciones.

la reflexión y la refracción por un lado, y las interferencias y la difracción por otro, son algunos, de los fenómenos ópticos fundamentales.

• los primeros pueden estudiarse siguiendo la marcha de los rayos luminosos.
• los segundos se interpretan recurriendo a la descripción de forma de onda.

El conocimiento de las leyes de la óptica permite comprender como y porque se forman esas imágenes, que constituyen para el hombre la representación mas valiosa de su mundo exterior.

"Una casa o un árbol proyectando sombra en un día soleado, un espejo o la superficie de un estanque devolviendo nuestra propia imagen, la apariencia quebrada de una varilla parcialmente sumergida en el agua, la ilusión de presencia de agua sobre el asfalto recalentado, el arco iris cruzando el cielo después de una tormenta, son parte de las incontables experiencias visuales que responden a tres simples leyes empíricas"(B.Rossi).

La orientación de este capitulo respetara, en cierta medida, la sabia indicación de la evolución histórica sobre el estudio  de la luz, y dará prioridad a lo que es la óptica geométrica:

el estudio del comportamiento de haces y rayos luminosos ante espejos o a su paso por medios transparentes como laminas, prismas o lentes.

Propagación de la luz

Las diferentes sustancias materiales se pueden clasificar en:

• opacas
• transparentes
• traslucidas

Aunque la luz es incapaz de traspasar las opacas, puede atravesar las otras.Las sustancias transparentes tienen, ademas, la propiedad de que la luz sigue en el interior una sola dirección.

En un medio que ademas de ser transparentes sea homogéneo, es decir, que mantenga propiedades idénticas en cualquier punto del mismo, la luz se propaga en linea recta.

Un conjunto de rayos que parten de una misma fuente se denomina haz.

Velocidad e indice de refracción 

La velocidad con que la luz se propaga a través de un medio homogéneo y transparente es constante características de dicho medio, y por tanto, cambia de un medio a otro.

Debido a su enorme magnitud la medida de la velocidad de la luz C ha requerido la invención de los procedimientos ingeniosos que superaran el inconveniente que suponen las cortas distancias terrestres en relación con tan extraordinaria rapidez.

Ejemplo:

En el agua lo hace a 225 000 km/s y en el vidrio a 195 000 km/s.

En óptica se suele comparar la velocidad de la luz en medio transparente con la velocidad de la luz en el vacío, mediante el llamado indice de refracción absoluto n del medio: se define como el cociente entre la velocidad c de la luz en el vacío y la velocidad v de la luz en el medio, es decir:

 

La reflexión de la luz

Al igual que la reflexión de las ondas sonoras, la reflexión luminosa es un fenómeno en virtud del cual la luz al incidir sobre la superficie de los cuerpos cambia de dirección, invirtiéndose el sentido de su propagación.

Características:

La reflexión regular tiene lugar cuando la superficie es perfectamente lisa.

La reflexión luminosa puede ser regular o difusa.

Un espejo o una lamina metálica pulimentada reflejan ordenadamente un haz de rayos conservando la forma del haz.

La reflexión difusa se da sobre los cuerpos de superficies mas o menos rugosas.

El angulo de incidencia e: es el formado por el rayo incidente y la normal.

El angulo de reflexión e': es el que forma la normal y el rayo reflejado.

Las leyes de la reflexión en los siguientes términos:

primera ley: el rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran sobre un mismo plano.

segunda ley: el angulo de incidencia es igual al angulo de reflexión (e=e').

Refracción de la luz

Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza.

Los lentes, las maquinas fotográficas, el ojo humano, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.

El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, mas o menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes.

El haz, al llegar a esa superficie limite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente.

Las leyes de la refracción

Al igual que las leyes de la reflexión, las de la refracción poseen un fundamento experimental.

Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, expresarse en la forma:

primera ley:el rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.

segunda ley(ley de snell):los senos de los ángulos de incidencia e1 y de refracción e2 son directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medios.

o en otros términos:

n1 . sen e1 = n2 . sen e2 = cte (14.5)

Esto indica que el producto del seno del angulo e por el indice de refracción del medio correspondiente es una cantidad constante y, por tanto, los valores de n y sen e para un mismo medio son inversamente proporcionales.

Debido a que la función trigonométrica seno es creciente para ángulos menores de 90 grados, de la ultima ecuación (14.5) se deduce que si el indice de refracción ni del primer medio es mayor que el del segundo n2, el angulo de refracción e2 es mayor que el de incidencia e1 y , por tanto, el rayo refractado se aleja a la normal.

Objetos e imágenes

En ocasiones los rayos de luz que, procedentes de un objeto, alcanzan el ojo humano y forman una imagen en el, han sufrido transformaciones intermedias debidas a fenómenos ópticos tales como la reflexión o la refracción.

Todos los aparatos ópticos, desde el mas sencillo espejo plano al mas complicado telescopio, proporcionan imágenes mas o menos modificada de los objetos.

La determinación de las relaciones existentes entre un objeto y su imagen correspondiente, obtenida a través de cualquiera de estos elementos o sistemas ópticos, es uno de los propósitos de la óptica geométrica.

Espejos

Formación de imágenes en espejos planos: conforme se deduce de las leyes de la reflexión, la imagen p' de un punto objeto p respecto de un espejo plano S' estará situada al otro lado de la superficie reflectora a igual distancia de ella que el punto objeto P.

Las características ópticas fundamentales de todo espejo esférico son las siguientes:

• centro de curvatura C: es el centro de la superficie esférica que constituye el espejo.
• radio de curvatura R: es el radio de dicha superficie.
• vértice V: coincide con el centro del espejo.
• eje principal: es la recta que une el centro de curvatura C con el vértice V.
• foco: es un punto del eje por el que pasan o donde convergen todos los rayos reflejados que inciden paralelamente al eje.

Se pueden ser analizadas mediante diagramas de rayos:

• el objeto esta situado respecto del eje mas allá del centro de curvatura C. En tal caso la imagen formada es real, invertida y de menor tamaño que el objeto.
• el objeto esta situado entre el centro de curvatura c y el foco F. La imagen resulta entonces real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.
• el objeto esta situado entre el foco F y el vértice V. El resultado es una imagen virtual, directa y de mayor tamaño que el objeto.

Laminas y prismas
La luz en las laminas.Cuando la luz atraviesa una lamina de material transparente el rayo principal sufre dos refracciones, pues encuentra en su camino dos superficies de separación diferentes.
En prisma óptico. Un prisma óptico es, en esencia, un cuerpo transparente limitado por dos superficies planas no paralelas.
El estudio de la marcha de los rayos en un  prisma óptico es semejante al realizado para laminas paralelas, solo que algo mas complicado por el hecho de que al estar ambas caras orientadas según un angulo, las normales correspondientes no son paralelas y el rayo emergente se desvía respecto del incidente.

El prisma óptico fue utilizado sistemáticamente por Isaac Newton en la construcción de su teoría de los colores diferentes, rojo, anaranjado, amarillo, verde,azul,añil y violeta.

Lentes
los lentes son objetos transparentes, limitados por dos superficies esféricas o por una superficie esférica y otra plana, que se hallan sumergidas en un medio, asimismo transparente, normalmente aire.
Con lentes se corrigen los diferentes defectos visuales, se fabrican los microscopios, las maquinas fotográficas, los proyectores y muchos otros instrumentos ópticos.
Tipos de lentes
De la combinación de los tres posibles tipos de superficies limites, cóncava, convexa y plana, resultan las diferentes clases de lentes.
Según su geometría pueden ser biconcavas, biconvexas, plano-concavas, plano convexas y cóncavo-convexas.
Desde el punto de vista de sus efectos sobre la marcha de los rayos es posible agrupar los diferentes tipos de lentes en dos grandes categorías: lentes convergente y lentes divergentes.

Naturaleza de la luz
ha sido un objeto de la atención de filósofos y científicos desde tiempos remotos.
Y en la antigua Grecia se conocían y se manejaban fenómenos y características de la luz tales como la reflexión, la refracción y el carácter rectilíneo de su propagación, entre otros.

la luz como onda electromagnética
el físico escoces James Clark Maxwell en 1865 situó en la cúspide las primitivas ideas de Huygens, aclarando en que consistían las ondas luminosas.
Maxwell identifico las ondas luminosas con sus teóricas ondas electromagnéticas, prediciendo que estas deberían comportarse de forma semejante a como lo hacían aquellas.
La comprobación experimental de tales predicciones vino en 1888 de la mano del físico alemán Henrich Hertz, al lograr situar en el espacio campos electromagnéticos viajeros, que fueron los predecesores inmediatos de las actuales ondas de radio.

Referencia Bibliografica:
http://html.rincondelvago.com/luz-y-optica-geometrica.html

ONDAS

TIPO DE ONDAS

Se entiende por onda a aquella perturbación que transporta energía, y que se propaga en el tiempo y espacio.

La onda tiene una vibración de forma ondulada que se inicia en un punto y continua hasta que choca con otro cuerpo.

CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS

Existen distintos tipos de ondas, de acuerdo el criterio que se tome, encontramos las siguientes:

Según el medio en que se propagan

1) ondas electromagnéticas: estas ondas no necesitan de un medio para propagarse en el espacio, lo que les permite hacerlo en el vacío a velocidad constante, ya que son producto de oscilaciones de un campo eléctrico que se relaciona con uno magnético asociado.

2) ondas mecánicas: a diferencia de las anteriores, necesitan un medio material, ya sea elástico o deformable para poder viajar.

Este puede ser solido, liquido o gaseoso y es perturbado de forma temporal aunque no se transporta a otro lugar.

3) ondas gravitacionales: estas ondas son perturbaciones que afectan la geometría espacio-temporal que viaja a través del vacío. Su velocidad es equivalente a la de la luz.

Según su propagación:

1) ondas unidimensionales: estas ondas, como su nombre indica, viajan en una única dirección espacial. Es por eso que sus fuentes son planos y paralelos.

2) ondas bidimensionales: estas ondas, en cambio, viajan en dos direcciones cualquieras de una determinada superficie.

3) ondas tridimensionales: estas ondas viajan en tres direcciones conformando un frente de esférico que emanan de la fuente de perturbación desplazándose en todas las direcciones.

Según su dirección:

1) ondas transversales: las partículas por las que transporta la onda se desplazan de manera perpendicular a la dirección en que la onda se propaga.

2) ondas longitudinales: en este caso, las moléculas se desplazan paralelamente a la dirección en que la onda viaja.

Según su periodicidad:

1) ondas no periódicas: estas ondas son causadas por una perturbación de manera aislada o, si las perturbaciones se dan de manera repetida, estas tendrán cualidades diferentes.

2) ondas periódicas: son producidas por ciclos repetitivos de perturbaciones.

ELEMENTOS DE UNA ONDA

Cresta: Es el punto de la onda mas separado de su posición de reposo.

Periodo: Es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.

Nodo: Es el punto donde la onda cruza la linea de equilibrio.

Ciclo: Viaje completo de ida y vuelta.

Velocidad de propagación: Es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio.

Su valor es el cociente de la longitud de onda y su periodo.

ONDAS DE RADIO

Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética.

Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible. Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones. 

MICROONDAS

Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencia determinado.

El rango de las microondas esta incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las UHF(ultra-high frecuency-frecuencia super alta) 3-30 GHz y EHF (extremely-high frecuency-frecuencia extremadamente alta) 30-300 GHz.

ESPECTROS 

electromagnético

se denomina espectro electromagnetico a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.

El espectro electromagnetico se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X , pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.

Se cree que el limite para la longitud de onda mas pequeña posible es la longitud de planck mientras que el limite máximo  seria el tamaño del universo aunque formalmente el espectro electromagnetico es infinito y continuo.

La energía electromagnética  en una particular longitud de onda tiene una frecuencia asociada y una energía de foton E.

Por tanto , el espectro electromagnetico puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos términos. 

Se relacionan en las siguientes ecuaciones: 

Bandas del espectro electromagnético

Banda	Longitud de onda (m)	Frecuencia (Hz)	Energía (J)
Rayos gamma	< 10x10−12m	> 30,0x1018Hz	> 20·10−15 J
Rayos X	< 10x10−9m	> 30,0x1015Hz	> 20·10−18 J
Ultravioleta extremo	< 200x10−9m	> 1,5x1015Hz	> 993·10−21 J
Ultravioleta cercano	< 380x10−9m	> 7,89x1014Hz	> 523·10−21 J
Luz Visible	< 780x10−9m	> 384x1012Hz	> 255·10−21 J
Infrarrojo cercano	< 2,5x10−6m	> 120x1012Hz	> 79·10−21 J
Infrarrojo medio	< 50x10−6m	> 6,00x1012Hz	> 4·10−21 J
Infrarrojo lejano/submilimétrico	< 1x10−3m	> 300x109Hz	> 200·10−24 J
Microondas	< 10−2m	> 3x108Hzn. 1	> 2·10−24 J
Ultra Alta Frecuencia - Radio	< 1 m	> 300x106Hz	> 19.8·10−26 J
Muy Alta Frecuencia - Radio	< 10 m	> 30x106Hz	> 19.8·10−28 J
Onda Corta - Radio	< 180 m	> 1,7x106Hz	> 11.22·10−28 J
Onda Media - Radio	< 650 m	> 650x103Hz	> 42.9·10−29 J
Onda Larga - Radio	< 10x103m	> 30x103Hz	> 19.8·10−30 J
Muy Baja Frecuencia - Radio	> 10x103m	< 30x103Hz	< 19.8·10−30 J

Referencia Bibliográfica:
http://www.tiposde.org/ciencias-exactas/66-tipos-de-ondas/