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Aparatos tecnológicos de comunicación: bandas del espectro electromagnético

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Respuesta rápida

El espectro de radio se ordena de VLF (3 kHz, 100 km) a EHF (300 GHz, 1 mm). La ionósfera refleja las ondas de radio y permite la comunicación a larga distancia.

📚 theory fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 114

Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Análisis del esquema del espectro radioeléctrico

La página presenta un esquema con ocho bandas de ondas de radio. Para cada banda se relacionan frecuencia $f$ y longitud de onda $\lambda$ mediante la ecuación fundamental de las ondas electromagnéticas:

$c = \lambda \cdot f \quad \Rightarrow \quad \lambda = \frac{c}{f}$

donde $c \approx 3 \times 10^{8} \, \text{m/s}$ es la velocidad de la luz en el vacío.

VLF (submarinos, pulsómetros): $f = 3 \, \text{kHz}$ , $\lambda = 100 \, \text{km}$ .
LF (onda larga, radiofaros): $f = 30 \, \text{kHz}$ , $\lambda = 10 \, \text{km}$ .
MF (onda media, radio AM): $f = 300 \, \text{kHz}$ , $\lambda = 1 \, \text{km}$ .
HF (onda corta, radioafición): $f = 3 \, \text{MHz}$ , $\lambda = 100 \, \text{m}$ .
VHF (radio FM, televisión): $f = 30 \, \text{MHz}$ , $\lambda = 10 \, \text{m}$ .
UHF (televisión, GPS, bluetooth, telefonía móvil): $f = 300 \, \text{MHz}$ , $\lambda = 1 \, \text{m}$ .
SHF (televisión por satélite, wifi): $f = 3 \, \text{GHz}$ , $\lambda = 10 \, \text{cm}$ .
EHF (radioastronomía): $f = 30 \, \text{GHz}$ a $300 \, \text{GHz}$ , $\lambda = 1 \, \text{cm}$ a $1 \, \text{mm}$ .

Verificación de una banda: para VLF, $\lambda = \dfrac{3 \times 10^{8}}{3 \times 10^{3}} = 1 \times 10^{5} \, \text{m} = 100 \, \text{km}$ . Coincide con el esquema.

Reflexión en la ionósfera

La Tierra es esférica, por lo que una señal de radio no puede viajar en línea recta más allá del horizonte.
La ionósfera es una capa atmosférica con partículas cargadas que refleja las ondas de radio de ciertas frecuencias.
La señal rebota entre la ionósfera y la superficie terrestre, permitiendo comunicación a larga distancia.

Respuesta orientativa: las bandas de menor frecuencia (VLF, LF, MF, HF) tienen mayor longitud de onda y se reflejan mejor en la ionósfera, por lo que sirven para comunicaciones transoceánicas; las de mayor frecuencia (VHF, UHF, SHF, EHF) requieren visibilidad directa o satélites.

Contenido de la página

Aparatos tecnológicos de comunicación

Las ondas electromagnéticas de radio se transmiten mediante antenas, con longitudes de onda que van desde cientos de metros a aproximadamente un milímetro. El espectro electromagnético comprende distintos anchos de banda de frecuencia, como se observa en el esquema:

Banda	Aplicaciones	Frecuencia	Longitud de onda
VLF	Submarinos, pulsómetros	3 kHz	100 km
LF	Onda larga, radiofaros, señal horaria	30 kHz	10 km
MF	Onda media (radio AM)	300 kHz	1 km
HF	Onda corta, radioafición	3 MHz	100 m
VHF	Radio FM, televisión	30 MHz	10 m
UHF	Televisión, GPS, bluetooth, teléfono móvil	300 MHz	1 m
SHF	Televisión por satélite, wifi	3 GHz	10 cm
EHF	Radioastronomía	30 GHz – 300 GHz	1 cm – 1 mm

Las ondas de radio se usan extensamente para comunicarse. En comunicación con submarinos se usa la banda VLF, que tiene una longitud de onda de 100 km y una frecuencia de 3 kHz, o la VHF, de 10 a 1 m de longitud, con frecuencias que van de 30 a 300 MHz, como se describen en el esquema anterior. Ahora bien, cuando se envía a larga distancia, dada la forma esférica de la Tierra, la señal de radio rebota en la atmósfera; también se dice que se refleja en una parte de la atmósfera llamada ionósfera.

Ejemplos resueltos

Comprobar la longitud de onda de la banda VLF si su frecuencia es de $3 \, \text{kHz}$ .

Convertir la frecuencia: $3 \, \text{kHz} = 3 \times 10^{3} \, \text{Hz}$ .
Aplicar $\lambda = \dfrac{c}{f}$ : $\lambda = \dfrac{3 \times 10^{8}}{3 \times 10^{3}}$ .
Resultado: $\lambda = 1 \times 10^{5} \, \text{m} = 100 \, \text{km}$ .

Respuesta: $100 \, \text{km}$ , coincide con el esquema.

Tabla

Banda	Aplicaciones	Frecuencia	Longitud de onda
VLF	Submarinos, pulsómetros	3 kHz	100 km
LF	Onda larga, radiofaros, señal horaria	30 kHz	10 km
MF	Onda media (radio AM)	300 kHz	1 km
HF	Onda corta, radioafición	3 MHz	100 m
VHF	Radio FM, televisión	30 MHz	10 m
UHF	Televisión, GPS, bluetooth, teléfono móvil	300 MHz	1 m
SHF	Televisión por satélite, wifi	3 GHz	10 cm
EHF	Radioastronomía	30 GHz – 300 GHz	1 cm – 1 mm

Diagrama

graph LR
  A[Ondas de radio] --> B[VLF 3 kHz - 100 km]
  A --> C[LF 30 kHz - 10 km]
  A --> D[MF 300 kHz - 1 km]
  A --> E[HF 3 MHz - 100 m]
  A --> F[VHF 30 MHz - 10 m]
  A --> G[UHF 300 MHz - 1 m]
  A --> H[SHF 3 GHz - 10 cm]
  A --> I[EHF 30-300 GHz - 1 cm a 1 mm]

Fórmulas y ecuaciones

c = $\lambda$ $\cdot$ f $\quad$ $\text{con }$ c $\approx$ 3 $\times$ $10^{8}$ $\$ , $\text{m/s}$

c = $\lambda$ $\cdot$ f

$\lambda$ = $\frac{c}{f}$

f = $\frac{c}{\lambda}$

Glosario (5)

Onda electromagnética: Perturbación que se propaga por el espacio combinando campos eléctricos y magnéticos, sin necesidad de un medio material.
Frecuencia: Número de oscilaciones por segundo de una onda; se mide en hercios (Hz).
Longitud de onda: Distancia entre dos crestas consecutivas de una onda; se mide en metros o submúltiplos.
Ionósfera: Capa de la atmósfera con partículas cargadas eléctricamente que refleja las ondas de radio.
Banda de frecuencia: Intervalo del espectro electromagnético asignado a un tipo de comunicación o aplicación.

Preguntas para practicar

¿Por qué la ionósfera es importante para las comunicaciones a larga distancia?

Porque refleja las ondas de radio de ciertas frecuencias, permitiendo que la señal rebote entre la atmósfera y la superficie terrestre y supere la curvatura del planeta.

¿Qué banda del espectro se utiliza para comunicarse con submarinos y por qué?

Se usa la banda VLF porque sus ondas de muy baja frecuencia y gran longitud de onda penetran el agua del mar y permiten la comunicación con sumergibles.

Temas y conceptos clave

Aparatos tecnológicos de comunicaciónEspectro electromagnético de radioBandas de frecuencia y longitud de ondaReflexión en la ionósferaOnda electromagnéticaFrecuenciaLongitud de ondaBanda de frecuenciaIonósferaAntena

Fuentes y referencias

Instituto Federal de Telecomunicaciones (IFT), Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias
Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), Reglamento de Radiocomunicaciones

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Figuras de la página (3)

Esquema horizontal con ocho bandas del espectro radioeléctrico, cada una con un ícono representativo (submarino, antena, radio, televisor, teléfono móvil, satélite y radiotelescopio) y sus valores de frecuencia y longitud de onda. — Figura 1 image

Fotografía de una persona sosteniendo un teléfono móvil frente a una gran torre de antenas de telecomunicaciones bajo un cielo nublado. — Figura 2 image

Ilustración de la Tierra con una antena emisora, la ionósfera como capa amarilla y la trayectoria rebotante de una señal de radio hasta un receptor humano. — Figura 3 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué diferencia hay entre frecuencia y longitud de onda en las ondas de radio?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué la ionósfera permite la comunicación a larga distancia?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Qué banda del espectro se usa para comunicarse con submarinos?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de onda: frecuencia, longitud de onda y amplitud
• Velocidad de la luz y su valor aproximado
• Estructura básica de la atmósfera terrestre

Siguiente tema sugerido

Aplicaciones tecnológicas de las ondas electromagnéticas: telefonía móvil, wifi y satélites

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Aparatos tecnológicos de comunicación

Las ondas electromagnéticas de radio se transmiten mediante antenas,con longitudes de onda que van desde cientos de metros a aproximadamente un milimetro. El espectro electromagnético comprende distintos anchos de banda de frecuencia, como se observa en el esquema:

Las ondas de radio se usan extensamente para comunicarse. En comunicación con submarinos se usa la banda vLF, que tiene una longitud de onda de 100 km y una frecuencia de 3 kHz, o la vHF, de 10 a 1 m de longitud, con frecuencias que van de 30 a 300 MHz, como se describen en el esquema anterior. Ahora bien, cuando se envia a larga distancia, dada la forma esferica de la Tierra, la senal de radio rebota en la atmósfera, también se dice que se refleja en una parte de la atmósfera llamada ionósfera.

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