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Ondas y señales. Física de las imágenes

Autor: Daniel Sosa
Curso:
10/10 (1 opinión) |480 alumnos|Fecha publicación: 09/06/2010
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Capítulo 6:

 Interferencia

Se denomina interferencia a cualquier proceso que, de alguna manera, altera o destruye una señal.

La forma más habitual de estudiar la interferencia es considerando la superposición de dos o más ondas de la misma frecuencia, en general se supone que la superposición es aditiva es decir, que las ondas que intervienen en el proceso se suman lo que significa que el valor instantáneo de la onda resultante es la suma de los valores instantáneos de las ondas que la componen.

Se observan en principio dos tipos de interferencia: constructiva y destructiva, la primera se produce cuando las ondas que intervienen están en fase y en todos los instantes los valores de ambas coinciden en signo y por lo tanto se suman. La destructiva se produce cuando las ondas están en contrafase y en todo momento las ondas tienen signos opuestos y en consecuencia se restan dando como resultado una onda de menor amplitud que las intervinientes.

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Figura 12

Un caso particular se produce cuando las ondas no tienen la misma frecuencia dando como resultado una señal cuya frecuencia es la diferencia de las frecuencias de las señales componentes.

La figura 12 muestra estos tres casos, en ellas el trazo negro representa la resultante de las otras dos señales. La imagen superior muestra la interferencia constructiva y la del centro la destructiva, la de más abajo muestra la interferencia producida cuando las dos señales tienen diferente frecuencia, el resultado es una señal periódica cuya frecuencia (llamada frecuencia de batido) resulta de la resta de las frecuencias de las ondas componentes.

Ruido

Cuando intentamos mantener una conversación en un ambiente ruidoso la misma se vuelve difícil e inclusive confusa, el sonido ambiental se mezcla con nuestros propios sonidos y los contamina, la situación nos fuerza a hablar más alto para poder escucharnos.

 Asociamos ruido con interferencia. En términos generales podemos decir que el ruido es una señal de la misma naturaleza de la que estamos utilizando (sonido o electromagnética), que no ha sido generada por nosotros y por lo tanto escapa a nuestro control y que se superpone a nuestra propia señal alterándola y en consecuencia alterando la información que deseamos transmitir o la información que estamos recibiendo.

La figura 13 muestra esta situación; la señal inferior representa al ruido y la línea amarilla corresponde a la señal propiamente dicha, la suma de ambas es la línea negra, como puede verse aparece muy deformada respecto de su valor original.

Si bien es cierto que cualquier señal que no sea aquella con la que estamos trabajando podría calificarse de ruido (por ejemplo, si estuvieramos en un estudio de grabación, y la aislación acustica no fuera la adecuada, el sonido proveniente de un estudio vecino podría ser considerado ruido), el ruido estrictamente hablando tiene una componente de aleatoriedad que impide conocer con exactitud su valor en un momento determinado y en consecuencia dificulta el trabajo de eliminación.

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Figura 13

Temperatura de color

Sabemos por experiencia que si exponemos un objeto oscuro a la luz solar el mismo se calentará más que un objeto igual de color claro, justificamos este comportamiento diciendo que los objetos oscuros absorben toda la luz que incide sobre ellos mientras que los claros la reflejan.

Este concepto ha sido llevado un paso más adelante por la física que ha definido un objeto ideal denominado CUERPO NEGRO. El cuerpo negro tiene la particularidad de absorber absolutamenbte toda la luz que incide sobre el y además de emitir, en forma de ondas electromagnéticas, la energía que almacena.

El comportamiento del cuerpo negro es tal que la radiación que emite tiene una frecuencia que es función de la temperatura a la que se encuentra, así, a temperaturas relativamente bajas, emite radiaciones en el rango por debajo del infrarrojo, y cuando la temperatura se eleva comienza a emitir con mayor intensidad en el rango visible (observamos este fenómeno cuando se calienta un metal y comienza a emitir luz, sabemos que cuando mas claro está el metal es porque su temperatura es superior).

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Figura 13

Esta relación entre temperatura y frecuencia (o longitud de onda) permite establecer una escala que indica, en terminos de la temperatura absoluta (K) el color de determinada fuente. La figura 14 ilustra este hecho y la tabla 3 muestra las temperaturas de color de algunas fuentes.

Debe comprenderse que el hecho de presentar esa temperatura de color no implica que el objeto deba encontrarse a esa temperatura sino que es la temperatura a la que debería encontrarse el cuerpo negro para presentar dicho color.

La temperatura del color es un parámetro técnico muy utilizado en fotografía y video (en particular aparece cuando se hace referencia a filtros de correción de color, tipos de películas, estrategias de correción de balance de blancos y dispositivos de iluminación) y otras ramas de la tecnología relacionadas con la óptica.

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El Fotón

Si bien normalmente entendemos a la luz como una onda, ha existido desde muy temprano en la física una teoría que proponía que la luz es en realidad un chorro de particulas, a estas particulas se las llamó corpusculos y a la teoría que las sustentaba ‘Teoría Corpuscular de la Luz’.

Dado que concebir a la luz como particulas no permitia explicar muchos fenomenos que se observaban en el laboratorio, los físicos optaron por aceptar que la luz es un proceso ondulatorio, desechando la Teoría Corpuscular.

Sin embargo, existen ciertos fenómenos (en particular el efecto fotoeléctrico) que no pueden explcarse de esta forma y sí, si se acepta que la luz está compuesta por partículas.

En la actualidad se acepta que en determinadas ocasiones la luz se comporta como onda y en otras como particulas, se denomina a estas partículas FOTONES y se considera que los mismos, al moverse, llevan consigo una cantidad de energía proporcional a su frecuencia, es decir; los fotones correspondientes a las luz roja son menos energéticos que los correspondientes al azul y estos lo son menos que la luz UV, esto explica, entre otras cosas, el motivo por el cual las radiaciones UV, X y Gamma son tan dañinas para los seres vivientes.

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