ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

 María Pérez Sendín

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Indice:

1. Introducción...............................................................................................................................p.3
2. Origen y formación.....................................................................................................................p.5
3. Maxwell......................................................................................................................................p.5
4. Heinrich Rudolf Hertz................................................................................................................p.11
5. Tipos de ondas y Espectro Electromagnético...........................................................................p.12
6. Ecuación de onda......................................................................................................................p.14
7. Energía y momento de una onda.............................................................................................p.16
8. Problemas.................................................................................................................................p.19
9. Bibliografía................................................................................................................................p.26

1. INTRODUCCIÓN 

Una onda es la posición de la perturbación en cada instante la perturbación, mientras que un movimiento ondulatorio es la propagación de un movimiento vibratorio (energía) pero no materia. Tipos de ondas:

- Dependiendo del medio por el que se propagan:

1. Mecánicas o materiales: necesitan un medio natural.
2. No mecánicas: no necesitan un medio natural, puede ser en el vacío.

- Dependiendo de lo propiedad física que se propaga [pic 9]:

1. Escalares: magnitud física escalar.
2. Vectoriales: magnitud física vectorial

1. Longitudinales: la perturbación tiene la misma dirección que la propagación.
2. Transversales: la perturbación es normal a la dirección de la propagación.

En el caso de Ondas Electromagnéticas hablamos no mecánicas y transversales.

Una forma de representar dichas ondas es con un frente de onda, que es la línea formada por los puntos alcanzados por la perturbación. Si los frentes están cerca del foco son superficies esféricas, sino son planos. Además, se llama rayo a una línea imaginaria perpendicular al frente de onda.

Magnitudes características de las ondas:

Fenómenos ondulatorios:

- Reflexión de ondas: el frente de onda cambia de dirección cuando choca con una superficie lisa sin atravesarla.

- Refracción de ondas: las perturbaciones cambian de velocidad cuando pasa de un medio a otro distinto.

- Difracción de ondas: la onda cambia de dirección de propagación cuando encuentra un obstáculo o una abertura de tamaño menor o igual a su longitud de onda.

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1. ORIGEN Y FORMACIÓN

Las fuentes del campo eléctrico son las cargas eléctricas en reposo o movimiento, mientras que las corrientes eléctricas originan campos magnéticos. Ambos campos pueden existir simultáneamente. Es decir, las cargas eléctricas son sensibles a la interacción eléctrica y a la magnética ya que las corrientes eléctricas crean campos magnéticos variables que pueden generar interacciones. Aquí surge el concepto de interacción electromagnética o campo electromagnético. La electricidad y el magnetismos son manifestaciones del campo electromagnético.

Este campo electromagnético se propaga en el espacio (incluso en el vacío) en forma de onda electromagnética a la velocidad de la luz.

1. MAXWELL

Fue James Clerk Maxwell, un físico británico, quien unificó en un único concepto las leyes básicas y conocimientos existentes de la electricidad y magnetismo.

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Gracias a un descubrimiento por Oesterd en el que se relacionaba, con la Ley de Farday-Lenz, la variación del campo magnético con la generación de un campo eléctrico; pudo intuir que un campo eléctrico inducir un campo magnético. Fue en un trabajo titulado A Dynamical Theory the Electromagnetic Field (1865) donde presentó sus famosas ecuaciones en las cuales sintetizó  leyes básicas de magnetismo y electricidad. Estas ecuaciones fueron reducidas y modificadas posteriormente por Heaviside y Gibbs en 1885. Además, consiguieron introducir conceptos del campo y corriente de desplazamiento.      

Dichas ecuaciones son:

1ª Ley de Gauss para el campo eléctrico

Significado: describe como las cargas son las fuentes del campo eléctrico, es decir, como las líneas de campo van hacia las cargas negativas o salen de las positivas. Las cargas interaccionan según la 

ley de Coulomb. Permite calcular el flujo eléctrico total a través de cualquier superficie cerrada.

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Siendo:

E el campo eléctrico. N/C

dS el área infinitesimal

[pic 20] la carga encerrada por la superficie, incluyendo tanto la libre como la carga superficial. C

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