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Universidad Nacional de Colombia Gil Camila Moreno Yagio Vidal José acgilb@unal.edu.co ydmorenoc@unal.edu.co javidale@unal.edu.co 1 Ondas Ondas Electromagnéticas Planas Ecuaciones de Maxwell y de Hertz Ecuaciones generales Corriente de Desplazamiento Vector de Poynting Presión de Radiación Espectro Electromagnético Bibliografía 2 Esta foto en luz visible e infrarrojo muestra la nebulosa Carina y su variedad de colores, cada uno equivale a una longitud de onda diferente. 3 Las ondas mecánicas transfieren energía a través del espacio sin involucrar el transporte de materia, a diferencia de estas las electromagnéticas no precisan de un medio para propagarse en el espacio vacío. 4 Cuando los campos eléctrico y magnético mutuamente perpendiculares están restringidos a ser paralelos a un par de ejes igualmente perpendiculares se dice que son ondas polarizadas linealmente, la dirección de propagación es ortogonal al plano que contiene este par de vectores. 5 6 Ecuaciones de Maxwell y de Hertz En donde: E= campo eléctrico B= campo magnético S= superficie A= área t= tiempo Q= carga 𝜇0 = permeabilidad magnética en el vacío 𝜖0 = permitividad eléctrica en el vacío Ф= flujo magnético c= velocidad de la luz 7 Los campos eléctrico y magnético satisfacen las ecuaciones de onda que son obtenidas de la tercera y cuarta ecuación de Maxwell. 𝜕²𝐸 𝜕²𝐸 = 𝜇0 𝜖0 𝜕𝑥² 𝜕𝑡² 𝜕²𝐵 𝜕²𝐵 = 𝜇0 𝜖0 𝜕𝑥² 𝜕𝑡² 1 𝑐= = 3.00 × 108 𝑚/𝑠 𝜇0 𝜖0 λ= 𝑐 𝑓 En donde λ es la amplitud, 𝑓 la frecuencia y 𝑐 la velocidad de la luz. 8 9 1 𝑺≡ 𝑬×𝐵 𝜇0 “Es la rata en la que la energía pasa a través de una unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación de la onda” Unidades: 𝐽 𝑊 = 𝑚²𝑠 𝑚² El vector de Poynting se ubica en la misma dirección de propagación 10 Como las ondas electromagnéticas llevan momento y energía, ejercen presión sobre las superficies, cuando el vector de Poynting es completamente absorbido por una superficie a la cual incide normalmente, la presión de radiación sobre la superficie es: 𝑆 𝑃= 𝑐 11 Espectro Electromagnético Todos los tipos de radiación son producidos por el fenómeno de las cargas aceleradas. Las ondas de radio son cargas aceleradas a través de alambres de conducción. 12 Nasa. (s.f.). Recuperado el 15 de 10 de 2012, de http://www.nasa.gov/multimedia/imagegalle ry/iotd.html Serway, R. a. (2010). Physics por scientist and engineers with modern physics. Belmont,USA: brooks/cole. 13