Espectro de Frecuencia

 

El espectro de frecuencia de un fenómeno ondulatorio (sonoro, luminoso o electromagnético), superposición de ondas de varias frecuencias, es una medida de la distribución de amplitudes de cada frecuencia. También se llama espectro de frecuencia al gráfico de intensidad frente a frecuencia de una onda particular.

El espectro de frecuencias o descomposición espectral de frecuencias puede aplicarse a cualquier concepto asociado con frecuencia o movimientos ondulatorios, sonoro y electromagnético = Una fuente de luz puede tener muchos colores mezclados en diferentes cantidades (intensidades).

Un prisma transparente, deflecta cada fotón según su frecuencia en un ángulo ligeramente diferente. Eso nos permite ver cada componente de la luz inicial por separado. Un gráfico de la intensidad de cada color deflactado por un prisma que muestre la cantidad de cada color es el espectro de frecuencia de la luz o espectro luminoso. Cuando todas las frecuencias visibles están presentes por igual, el efecto es el "color" blanco, y el espectro de frecuencias es uniforme, lo que se representa por una línea plana. De hecho cualquier espectro de frecuencia que consista en una línea plana se llama blanco de ahí que hablemos no solo de "color blanco" sino también de "ruido blanco".




Conversión de longitud de onda a frecuencia, y viceversa:

Para cambiar de frecuencia (f) a longitud de onda (λ), y viceversa, se utilizan las fórmulas (1) y (2), que son en realidad la misma fórmula pero despejando en un caso  y en el otro f:

f = 1/T
Vp = Velocidad de propagación (luz = 300,000 kms/seg, sonido = 240 m/seg)
 = Vp T

 = Vp/f

(2) f = Vp/

 = velocidad angular
= 2πf [rad/seg]

f = frecuencia [Hz = ciclos/seg]

T = período
= 1/f [seg/ciclo, o simplemente seg]
Cuando se hacen las conversiones, es importante recordar los siguientes términos del sistema de medición:

1 mm (milímetro) = 10-3 m
1  (micra, micrómetro) = 10-6 m
1 nm (nanómetro) = 10-9 m
1  (angströms) = 10-10 m
1 pm (picómetro) = 10-12 m

1 KHz (kilohertz) = 103 Hz
1 MHz (megahertz) = 106 Hz
1 GHz (gigahertz) = 109 Hz
1 THz (terahertz) = 1012 Hz
1 PHz (petahertz) = 1015 Hz
1 Ehz (exahertz) = 1018 Hz

En la siguiente tabla se muestran los rangos de cada tipo de onda del espectro de frecuencias, tanto en longitud de onda () como en frecuencia (f). Es importante señalar que las conversiones son aproximadas y pueden ser distintas dependiendo del tipo de medio de transmisión que se utilice. Para la siguiente tabla se consideró Vp(luz) = 300,000 kms/seg y Vp(sonido) = 240 m/seg. Estas cifras pueden cambiar dependiendo del medio de transmisión específico que se utilice, y por lo tanto los rangos serán distintos.

Básicamente se emplean tres tipos de ondas del espectro electromagnético para comunicaciones:

Microondas: 2GHz a 40GHz. Muy direccionales. Pueden ser terrestres o por satélite.
Ondas de radio: 30MHz a 1GHz: Ominidireccionales
Infrarrojos: 3x1011 a 200THz

La zona del espectro de las microondas está dividido de la siguiente manera: