Informe Experimento de Hertz

EXPERIMENTO DE HERTZ: ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
Contenido
INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 3
OBJETIVOS....................................................................................................... 4
MARCO TEÓRICO............................................................................................. 5
CAPÍTULO I. CONCEPTOS BÁSICOS ............................................................... 5
1) Ondas.................................................................................................. 5
2) Ondas electromagnéticas.................................................................... 6
3) Campo eléctrico .................................................................................. 6
4) Campo magnético ............................................................................... 7
5) Electromagnetismo ............................................................................. 7
CAPÍTULO II. EVOLUCIÓN EN EL ELECTROMAGNETISMO.............................. 8
CAPÍTULO III. JAMES CLERK MAXWELL ........................................................ 9
CAPÍTULO IV. HEINRICH HERTZ .................................................................. 10
EXPLICACIÓN DEL PROYECTO (EXPERIMENTO) .............................................. 12
MATERIALES: .............................................................................................. 13
PROCEDIMIENTO:....................................................................................... 13
¿Por qué se genera una chipa en el primer sistema? .................................... 18
¿Por qué la chispa generada llega al segundo sistema? ................................ 19
¿Por qué la chispa generada en el segundo sistema enciende el foco LED? .. 19
CONCLUSIONES ............................................................................................. 20
ANEXOS ......................................................................................................... 21
BIBLIOGRAFÍA................................................................................................ 22
2
INTRODUCCIÓN
En el siguiente trabajo se presentará el informe sobre el

experimento de Heinrich Hertz sobre Ondas electromagnéticas. Este
informe es parte del proyecto de la clase de Física II en la
Universidad Nacional Autónoma de Honduras.
Se explicarán conceptos clave.
Se informará también sobre algunos pensamientos que derivaron a

que Hertz realizara dicho experimento.
Se relatará el proceso que llevaron a cabo dos alumnos de la clase

antes mencionada para realizar el experimento demostrativo de
ondas electromagnéticas.
3
OBJETIVOS
Objetivo General
- Analizar el comportamiento de las ondas
electromagnéticas en sistemas y en el espacio.
Objetivo específico
- Explicar el experimento de ondas electromagnéticas de
Hertz.
- Demostrar que las ondas viajan a través del espacio

hasta encontrar otro sistema (campo eléctrico o
magnético).
4
MARCO TEÓRICO
CAPÍTULO I. CONCEPTOS BÁSICOS
1) Ondas: En física, se conoce como onda a la propagación de la

energía (y no de la masa) a través del espacio, mediante la
perturbación de alguna de sus propiedades físicas, como son la
densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético. Este
fenómeno puede darse en un espacio vacío o en uno que
contenga materia (aire, agua, tierra, etc.).
5
2) Ondas electromagnéticas: Son aquellas ondas que no necesitan
un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la
luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.
3) Campo eléctrico: Es la región del espacio en la que cualquier

carga situada en un punto de dicha región experimenta una
acción o fuerza eléctrica debido a la presencia de una carga o
cargas eléctricas.
6
4) Campo magnético: Se comprende como campo magnético a la
representación matemática del modo en que las fuerzas
magnéticas se distribuyen en el espacio que circunda a una
fuente magnética. Dicho de otro modo, un campo magnético
es un campo de fuerzas que se encuentra siempre rodeando
una fuente de energía magnética, y es en esta región donde
interactúan con ella los elementos sensibles al magnetismo,
como son los metales ferromagnéticos.
5) Electromagnetismo: El electromagnetismo es la rama de la

física que estudia los fenómenos que mezclan la naturaleza
eléctrica y magnética.
7
CAPÍTULO II. EVOLUCIÓN EN EL ELECTROMAGNETISMO
Primeramente, se pensaba que los fenómenos eléctricos no tenían

ninguna relación con los magnéticos, sin embargo, gracias a los
trabajos de Faraday al formalismo dado por Jame Maxwell permitió
la unión de estas dos ramas, explicando la naturaleza
electromagnética de la luz, pero también dio el sustento teórico
para el desarrollo de aparatos eléctricos, la iluminación de ciudades,
del dínamo, trasformador, alternador entre muchos otros.
Con respecto a la electricidad las primeras evidencias fueron sobre

el fenómeno de las descargas eléctricas. Thales de Mileto quien
hiciera cerca del año 600 a.C las primeras observaciones con
respecto a la como el ámbar al ser frotado en lana o piel podía
atraer objetos livianos como plumas.
El magnetismo por otra parte por años siguió un camino paralelo. Se

observaron primera vez en la ciudad de Magnesia del Meandro en
Asía Menor, como también hay evidencia en algunos escritos chinos
del siglo IV a.C.
8
CAPÍTULO III. JAMES CLERK MAXWELL
James Clerk Maxwell (Edimburgo,

Reino Unido; 13 de junio de 1831-
Cambridge, Inglaterra; 5 de
noviembre de 1879) fue un físico
escocés conocido principalmente por
haber desarrollado la teoría
electromagnética clásica,
sintetizando todas las anteriores
observaciones, experimentos y leyes
sobre electricidad, magnetismo y aun
sobre óptica, en una teoría
consistente. Las ecuaciones de Maxwell demostraron que la
electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones del
mismo fenómeno: el campo electromagnético. Desde ese momento,
todas las otras leyes y ecuaciones clásicas de estas disciplinas se
convirtieron en casos simplificados de las ecuaciones de Maxwell.
Su trabajo sobre electromagnetismo ha sido llamado la «segunda

gran unificación en física», después de la primera llevada a cabo por
Isaac Newton. Además, se le conoce por la estadística de Maxwell-
Boltzmann en la teoría cinética de gases.
9
CAPÍTULO IV. HEINRICH HERTZ
Heinrich Hertz (Hamburgo,

1857 - Bonn, 1894) Físico
alemán que descubrió la
propagación de las ondas
electromagnéticas en el
espacio y estudió la
naturaleza y propiedades
de las mismas, sentando las
bases que llevarían a
Marconi a una invención
destinada a revolucionar las comunicaciones: la radio. En 1887, en
un célebre experimento, Hertz logró transmitir ondas
electromagnéticas entre un oscilador (antena emisora) y un
resonador (antena receptora), confirmando experimentalmente las
teorías del físico inglés James C. Maxwell sobre la identidad de
características entre las ondas luminosas y electromagnéticas.
En su honor se denominan ondas hertzianas o hercianas 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 hercio, unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por
segundo y que se representa por la abreviatura Hz (y sus múltiplos:
kilohercio, megahercio y gigahercio). Hertz siguió después
investigando 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.
10
Emisor y receptor de Hertz (1887 1
En Karlsruhe, donde pudo contar con los instrumentos adecuados,

Heinrich Hertz logró demostrar en 1887 la propagación de la acción
electromagnética en el espacio. Para ello se sirvió únicamente de
unos hilos metálicos encorvados en forma de anillo entre cuyos
extremos se dejaba una interrupción de apenas una fracción de
milímetro. Cuando una de estas anillas, adecuadamente orientada
en el espacio y usada como estación receptora, era invadida por una
oleada de ondas electromagnéticas, las variaciones del campo
magnético conexas con el paso de aquellas ondas generaban en el
pequeño anillo corrientes inducidas de altísima frecuencia, y entre
los extremos del mismo anillo saltaban pequeñas chispas; tales
chispas revelaban el paso de las ondas electromagnéticas.
11
EXPLICACIÓN DEL PROYECTO (EXPERIMENTO)
El experimento de Hertz es un sistema para demostrar cómo las

ondas viajan a través del espacio. La idea es construir un sistema
semejante para poder observar lo que Hertz observó.
El experimento, claro está, se tratará de crear ondas en un sistema

no aislado por lo cual dicha onda tendrá que viajar hasta otro
sistema ya que es energía la que se produce al crear una onda y la
energía se transporta y se transforma, en este caso, se transformará
en un pulso eléctrico que dará energía a un foco (luz led) cercano,
pero no conectado al primer sistema.
Imagen con fines ilustrativos 1 12

MATERIALES:
- Madera (bases y prismas rectangulares)

- Encendedor de cocina eléctrico
- Caimanes
- Papel aluminio
- Varillas metálicas o alambre de cobre
- Foco led
PROCEDIMIENTO:
1) Se toman los 4 tacos de madera a los cuales con un taladro se

les hace un agujero en la parte superior para poder colocar las
varillas metálicas.
2) Luego, se pegan con silicón caliente preferiblemente los 4

prismas a las 2 bases como se muestra en la siguiente figura.
13
3) Luego se introducen las varillas o alambres de la siguiente
manera.
14
4) Luego procedemos a desmontar o abrir el encendedor de
cocina eléctrico para encontrar el elemento eléctrico del cual
salen dos alambres y los unimos a los caimanes.
5) Luego conectamos los caimanes a las varillas o alambres de

uno de los sistemas.
15
6) En el otro sistema enrollamos los cables de la luz led al
alambre (que hagan contacto directo con ellos) y dejamos el
foco led colgando de los alambres.
7) En el sistema que tiene el encendedor le colocamos aluminio

en cuadros y los direccionamos hacia el otro sistema de la
siguiente manera.
16
8) Luego accionamos el encendedor lo que dará lugar a una
chispa (onda electromagnética) en el alambra del primer
sistema y que luego viajará hasta encontrar el otro sistema y
correrá a través del alambre hacia los alambres de foco y
encenderá la luz led un instante.
1.
2.
17
¿Por qué se genera una chipa en el primer sistema?
Primero debemos entender qué es una chispa (onda

electromagnética) la cual es una descarga eléctrica (electroestática)
que hace que circule una corriente eléctrica repentina y
momentánea entre dos objetos de distinto potencial eléctrico (en
este caso alambre y aire). Ésta energía supera la fuerza o rigidez
dieléctrica (aislante) del aire (el aire es un medio normalmente
aislante). Lo que produce un campo ionizante (iones en el medio) en
el aire provocando que el aire se convierta de pronto en un
conductor eléctrico mediante un proceso llamado “caída dieléctrica”
(superar la fuerza o rigidez dieléctrica de un medio, la cual en el aire
es de aproximadamente 30 Kv/cm a nivel del mar).
Una transición rápida desde un medio no conductor a un estado
conductor (en este sistema del alambre y el aire) produce una breve
emisión de luz y un sonido agudo o como un chasquido.
Los iones producidos al activar el sistema eléctrico chocan con las
moléculas del aire se crean iones adicionales y se vuelven a liberar
electrones que también se aceleran y viajan a otros sistemas
conductores, en este caso el alambre al estar dividido en 2 partes
separadas en una longitud muy corta se crea un arco eléctrico entre
estas dos partes. Todo esto pasa en milisegundos o hasta segundos.
Luego, James Clerk Maxwell al trabajar con la corriente y campos

eléctricos llegó a ecuaciones (ecuaciones de Maxwell) que muestran
que se genera una onda electromagnética cuando cargas eléctricas
son aceleradas. Para que haya una onda electromagnética debe
haber flujo de energía a través de la superficie de radio infinito.
18
¿Por qué la chispa generada llega al segundo sistema?
La explicación que Hertz dio sobre este experimento era más o

menos así, el arco eléctrico entre las esferas chicas del emisor
producía un campo eléctrico variable que debía provocar una
perturbación magnética en la zona, esta debía propagarse en todas
direcciones, eso es una onda electromagnética, si a su vez se
colocaba en las cercanías un receptor de similares características
que el emisor, este debía transformar esa onda electromagnética en
corriente eléctrica, es decir entre las esferas del receptor debía
producirse un arco.
¿Por qué la chispa generada en el segundo sistema enciende

el foco LED?
Ésta corriente eléctrica simplemente sigue el recorrido del alambre

conductor de la luz led que está conectado al alambre empotrado
en los prismas de madera y llega a encender el foco LED, luego esa
energía se convierte en calor y sigue su proceso natural en cuanto a
que solamente se va convirtiendo en muchas formas de energía.
19
CONCLUSIONES
1) Se logró analizar el comportamiento de las ondas

electromagnéticas en el espacio y en sistemas entendiendo
cómo una corriente eléctrica se transporta.
2) Se logró observar lo planteado por Heinrich Hertz sobre las

ondas electromagnéticas y su comportamiento, observando
sus movimientos.
3) Se logró analizar y demostrar el porqué de que las ondas viajan

de un medio a otro y de un sistema hasta otro.
20
ANEXOS
21
BIBLIOGRAFÍA
22

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EXPERIMENTO DE HERTZ: ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

En el siguiente trabajo se presentará el informe sobre el

Se explicarán conceptos clave.

Se informará también sobre algunos pensamientos que derivaron a

Se relatará el proceso que llevaron a cabo dos alumnos de la clase

- Demostrar que las ondas viajan a través del espacio

CAPÍTULO I. CONCEPTOS BÁSICOS

1) Ondas: En física, se conoce como onda a la propagación de la

3) Campo eléctrico: Es la región del espacio en la que cualquier

5) Electromagnetismo: El electromagnetismo es la rama de la

Primeramente, se pensaba que los fenómenos eléctricos no tenían

Con respecto a la electricidad las primeras evidencias fueron sobre

El magnetismo por otra parte por años siguió un camino paralelo. Se

James Clerk Maxwell (Edimburgo,

Su trabajo sobre electromagnetismo ha sido llamado la «segunda

Heinrich Hertz (Hamburgo,

En su honor se denominan ondas hertzianas o hercianas a las ondas

En Karlsruhe, donde pudo contar con los instrumentos adecuados,

El experimento de Hertz es un sistema para demostrar cómo las

El experimento, claro está, se tratará de crear ondas en un sistema

Imagen con fines ilustrativos 1 12

- Madera (bases y prismas rectangulares)

1) Se toman los 4 tacos de madera a los cuales con un taladro se

2) Luego, se pegan con silicón caliente preferiblemente los 4

5) Luego conectamos los caimanes a las varillas o alambres de

7) En el sistema que tiene el encendedor le colocamos aluminio

Primero debemos entender qué es una chispa (onda

Luego, James Clerk Maxwell al trabajar con la corriente y campos

La explicación que Hertz dio sobre este experimento era más o

¿Por qué la chispa generada en el segundo sistema enciende

Ésta corriente eléctrica simplemente sigue el recorrido del alambre

1) Se logró analizar el comportamiento de las ondas

2) Se logró observar lo planteado por Heinrich Hertz sobre las

3) Se logró analizar y demostrar el porqué de que las ondas viajan

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