F.P. 48.1 Radiació electromagnètica. E.I. Tecnologia R. Rafanell 22/10/76
La radiació electromagnètica, transporta energia i informació. Cal fer una lleugera introducció a la Física Moderna expressada en forma matemàtica, per comprendre el canvi que ha ocorregut en les ultimes dècades, en els camps de la Ciència Pura i Aplicada.
La interpretació que donen els Físics al mon, difereix de forma notable a la que es donava tant sols fa mig segle. Una de les causes mes importants d’aquesta diferencia i que afecta directament a tot aquell que s’interessi per la Tecnologia Electrònica, es el fet de que la radiació electromagnètica, esta provat que es pot veure – estudiar – com a ona i com a partícula.
EINSTEIN: c es una constant universal ≈ 300 000 000 m/s
e = m x c2 e: energia en Juls; m: masa en kg; c : velocitat de la llum en metres/segon
Exemple d’aplicació: Equivalència de 1k de masa en energia en kWh.
1 kg de masa: 1 kg x (3.108)2 m/s = 1 x 3.1016 = 30 000 000 000 000 000 Juls.
Si: 1 kWh = 1 000 W x 60 m x 60 s = 3 600 000 Juls
En kWh: 3.1016 / 3,6.106 = 8,3.109 kWh
De BOGLIE: p: moment. Mesura de la força que cal, per parar un objecte en moviment o de l’impuls que cal donar a una masa ( m ) perque arribi a la velocitat v
ρ = mν Recordem
que la força s’expressa en Newtons.
Km a metres: 100 Km x 1 000 = 100 000 metres
Hores a segons: 60 m x 60 s = 3 600 segons
Suposem un
automòbil de 100 kg de masa – no confondre amb el pes – a 100 Km/h: Determinar
p
p = 100 kg x (
100 000 m / 3 600 s ) = 2 778 Newtons
PLANCK: Energia de la ona
electromagnètica en forma de partícula: Foto.
e = hf h:
constant = 6,6.10-34 Js e: energia en Js f: freqüència de una radiació.
Múltiples de
f: 1GHz
= 1.103 MHz = 1.106
kHz = 1.109 Hz
Energia a 1 GHz: 6,6.10-34 Js x 1.109 Hz = 6,6.10-25 Js
Nota: Les petites
quantitats d’energia, es mesuren en eV (electro-volt).
Carrega elemental: 1,6.10-19 Culomb Carrega elèctrica de un electró ( - ) o de
un protó ( + )
Potencial: 1 Volt = 1 Jul. / 1 Culomb
= 1 Ws / 1 As = 1 W / 1 A
electro-volt: eV = 1,6.10-19 C x
1 V = 1,6.10-19 Juls
Energia a 1 GHz: 6,6.10-25 / 1,6.10-19 = 4,1.10-6 eV
EINSTEN/PLANCK Tot foto – partícula sense masa ni carrega elèctrica – esta
en moviment i porta energia: Per tant, te un moment: A 1 GHz:
p = hf / c p:
Força h: constant f: freqüència c: velocitat de la llum.
6,6.10-34
x 1.109 / 3.108 = 2,2.10-33 Newtons