Fisica General Burbano

APLICACIONES DE LOS RAYOS CATÓDICOS 715
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sitiva por ejemplo, el campo eléctrico originado modifica la trayectoria rectilínea
de los electrones y en una pantalla fluorescente se verá desplazarse el
punto E 1
a la posición E 2
. Si varía constantemente el potencial que desvía al
pincel, también varía en dirección vertical la posición del impacto que éste
produce en la pantalla. Las placas deflectoras 3 y 4 permiten variar la posición
del impacto sobre el eje horizontal de la pantalla.
Al conectar a ambas parejas de placas tensiones alternas periódicas, se dibujarán
en la pantalla las figuras correspondientes a la composición de movimientos
vibratorios de direcciones perpendiculares (figuras de Lissajous).
Entre 3 y 4 se suele establecer una tensión en «dientes de sierra»: la diferencia
de potencial entre las placas crece con el tiempo desde – V H
a + V H
según una función lineal,
sufriendo luego una caída brusca hasta – V H
. La representación gráfica de la diferencia de
potencial entre las placas 3-4 en diversos instantes es la de la Fig. XXIX-44; el tiempo T R
(base de
tiempo) representa el período de la corriente. El efecto producido sobre el pincel de rayos catódicos
es un barrido del eje horizontal de la pantalla cada T R
segundos.
Si entre las placas 1-2 se establece un potencial alterno senoidal de tal forma que su período T
sea igual a T R
, el pincel de rayos catódicos dibujará en la pantalla la línea senoidal de la Fig. XXIX-
45. Transcurrido este tiempo el pincel volverá a dibujar la misma línea, para repetir de nuevo el
fenómeno en cada período. La persistencia de las imágenes en la retina hará ver la sinusoide
como una línea permanente.
Si T R
= 2T, la sinusoide comprenderá dos ondas completas. El número de ondas completas
dibujadas en la pantalla será: n = T R
/T
Conocido n y T R
se puede determinar el valor del período de oscilación de las corrientes alternas
productoras del potencial 1-2. El osciloscopio funciona, de esta forma, como un cronógrafo.
XXIX – 26. El radar
Muy esquemáticamente, el fundamento del RADAR (mecanismo empleado para la localización
de aviones, buques, etc.), es el siguiente: una estación emisora lanza al espacio micro-ondas (centimétricas)
electromagnéticas moduladas, en forma de pequeños impulsos. Estas ondas, al llegar a
un cuerpo sólido (un avión, un buque, etc.), se reflejan y un receptor de ondas hertzianas capta
este eco (ondas reflejadas). El circuito receptor está unido a las placas 1, 2 (Fig. XXIX-46) de un
osciloscopio de rayos catódicos. Las placas 3 y 4 están unidas a un «circuito de barrido» que origina
entre ellos una diferencia de potencial en dientes de sierra, que hace «pasearse» al pincel de
electrones horizontalmente, para volver rápidamente al punto de partida. La frecuencia del «circuito
barrido» es la misma que la de emisión de los impulsos. Como se conoce el período del potencial
en dientes de sierra, la pantalla puede ir calibrada en tiempos.
Cuando el receptor no capta ondas, la diferencia de potencial entre las placas 1 y 2 es nula y el
punto luminoso que originan los electrones en la pantalla fluorescente –P– se desplazará a lo largo
del eje horizontal. Si el circuito receptor capta una pulsación electromagnética, el haz oscilará en la
dirección vertical y en la pantalla se dibujará la parte superior o la inferior de la pulsación
captada, ya que las ondas son detectadas por el aparato receptor.
La formación de tales curvas en la pantalla, indica la existencia del obstáculo reflector.
El tiempo que ha empleado el impulso en llegar hasta el obstáculo y volver al
punto de partida es el mismo que el empleado por el haz en recorrer la distancia que
existe entre el origen E 1
(en el que se dibuja la representación de la pulsación emitida,
captada por el receptor) y E 2
en el que se dibuja la pulsación reflejada. Sea este tiempo
t 1
, perfectamente conocido por el conocimiento de la distancia E 1
E 2
, el camino recorrido
por el impulso electromagnético es: D = ct 1
y, teniendo en cuenta que las ondas
han recorrido, en su ida y retorno, dos veces tal distancia, la correspondiente al
obstáculo reflector es: D = ct 1
/2 proporcional al tiempo, por lo que la pantalla se puede
calibrar directamente en distancias.
También el «radar» permite determinar posiciones y velocidades.
XXIX – 27. Fundamento de la televisión
Imaginemos una placa fotográfica impresionada por dos bandas verticales, una de ellas transparente,
D, y la otra casi opaca, A (Fig. XXIX-47).
Iluminemos la placa por la parte anterior con un pincel de rayos luminosos que sigue la trayectoria
1, recorriendo la superficie de izquierda a derecha. Si en una pantalla situada detrás de la placa
recogemos el haz saliente, obtendremos una serie de manchas luminosas como las de la figura b.
Si en vez de una pantalla recogemos el pincel luminoso en el depósito metálico de una célula
fotoeléctrica, la intensidad de la corriente variará en cada instante, adquiriendo los valores representados
en la figura c, ya que el número de fotoelectrones emitidos depende de la intensidad de
la luz incidente en la célula fotoeléctrica.
Fig. XXIX-43.– Osciloscopio de rayos catódicos.
Fig. XXIX-44.– Tensión en diente de
sierra para barrido horizontal.
Fig. XXIX-45.– Imagen senoidal en la
pantalla cuando coinciden los períodos
de las señales vertical y de barrido.
Fig. XXIX-46.– Esquema de un receptor de radar