Captulo 34 Ondas Electromagnticas Para un vacio empezando

Capítulo 34 Ondas Electromagnéticas

ØPara un vacio, empezando de las ecuaciones de Maxwell se pueden derivar ecuaciones de onda para los campos eléctricos y magnéticos. ØEstas ecuaciones están acopladas de tal manera que las ondas eléctricas y magnéticas están acopladas. ØLos campos quedan perpendiculares y perpendiculares a la dirección de propagación (ondas transversales). ØTienen la misma fase (usualmente la ponemos como cero).

ØPara un vacio, empezando de las ecuaciones de Maxwell se pueden derivar ecuaciones de onda para los campos eléctricos y magnéticos. ØLa velocidad de las ondas resulta coincidir con la velocidad de la luz. Tremendo descubrimiento: La luz es una onda electromagnética. ØEstas ecuaciones están acopladas de tal manera que las ondas eléctricas y magnéticas están acopladas. ØTienen la misma fase (usualmente la ponemos como cero). ØLas amplitudes están relacionadas.

Estas ondas tienen una diversidad de frecuencias pero una naturaleza común. La frecuencia (longitud de onda) determina sus características específicas.

La Onda Electromagnética Transmite Energía ØLa densidad de energía en el campo eléctrico es igual a la del campo magnético.

La Onda Electromagnética Transmite Energía ØLa cantidad más importante es la energía que incide sobre unidad de área en unidad de tiempo. A esto se le llama la intensidad. ØEl vector de Poynting recoge este concepto y además nos da la dirección de propagación de la onda electromagnética. ØLa intensidad (I) es el valor promedio de la magnitud de S.

La Onda Electromagnética Transmite Energía ØLa relación entre S y las magnitudes de E y B es sencilla. ØSe puede escribir en términos solo de E. ØAl promediar (para hacer la conección con I), es útil usar los valores rms de los campos lo cuál me da ecuaciones más sencillas. ØEsta ecuación es igualita que la de arriba!! Lo que debemos recordar es que la intensidad es igual al promedio de Poynting.

Intensidad de la Onda Relación con Distancia Para una Fuente Puntiforme Ejemplo – Estación de Radio ØPara una fuente que irradia uniformemente en todas las direcciones, los frentes de onda son esferas. Si no hay absorción de la onda, la potencia a una distancia r tiene que ser igual a la potencia de la fuente. En la práctica muchas veces no se dan estas condiciones exactamente, pero siempre la intensidad tiende a disminuir con el cuadrado de la distancia.

Qué pasa Cuando la Onda Viaja en un Material ØTodavía se cumple f λ = v. ØLa frecuencia es la misma que cuando viaja en un vacío. ØLa velocidad de la onda es menor que en el vacío. ØObviamente, la longitud de onda también es menor. ØEl índice de refracción, n, es la característica del material (medio) que determina v y λ. n es mayor de 1 para todos los materiales. n es igual a 1 para el vacío. También se toma aproximadamente igual a 1 para el aire.

Qué pasa Cuando la Onda Encuentra Otro Material? Una Interfase? Como cualquier onda, parte de la onda es reflejada y parte entra al otro material pero su dirección es afectada. Ley de Refracción (Snell)

Lo que Ocurre en Refracción Depende de los Indices de Refracción

Ejemplo – Reflección Especular (Superficie Suave) - Imagen

Reflección No-Especular (Superficie Aspera) – No Imagen

EJEMPLOS

Reflección Interna Total Mejor Nombre - Falta de Refracción Dos condiciones § nin > nout § in > c donde c es el ángulo crítico definido por sin c = nout / nin. § c es el ángulo de incidencia para el cuál el ángulo refractado es 90°.

Ejemplo – Fibra Optica

Ejemplo – Fibra Optica