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O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS Ondas electromagnéticas abarcando un espectro amplio de longitudes de onda, en diferentes intervalos con propiedades distintas.

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1 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS Ondas electromagnéticas abarcando un espectro amplio de longitudes de onda, en diferentes intervalos con propiedades distintas Nebulosa Cangrejo

2 C ORRIENTE DE D ESPLAZAMIENTO Ley de Ampere La corriente de conducción en el alambre pasa solamente a través de S 1, lo que conduce a una contradicción en la Ley de Ampere que se resuelve postulando una Corriente de Desplazamiento a través de S 2

3 C ORRIENTE DE D ESPLAZAMIENTO Corriente de DesplazamientoLey de Ampere-Maxwell

4 E CUACIONES DE M AXWELL Estas ecuaciones se consideran la base de todos los fenómenos eléctricos y magnéticos

5 E CUACIONES DE M AXWELL Ley de Gauss El flujo eléctrico total a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta dentro de dicha superficie dividida por ε 0 Ley de Gauss del Magnetismo El flujo magnético neto a través de una superficie cerrada es cero

6 E CUACIONES DE M AXWELL Ley de Faraday de la Inducción Ley de Ampere-Maxwell La fem, que es la integral de línea del E alrededor de cualquier trayectoria cerrada, es igual a la relación de cambio del flujo magnético a través de cualquier superficie limitada por dicha trayectoria La integral de línea del B alrededor de cualquier trayectoria cerrada es la suma de 0 veces la corriente neta a través de dicha trayectoria y ε 0 0 veces la rapidez de cambio del flujo eléctrico a través de cualquier superficie limitada por dicha trayectoria

7 L EY DE F UERZA DE L ORENZ Una vez que se conocen los campos eléctrico y magnético en un punto en el espacio, la fuerza que actúa sobre una partícula de carga q se puede expresar: Fuerza de Lorenz Las ecuaciones de Maxwell, junto con esta ley de fuerza describen por completo todas las interacciones electromagnéticas clásicas en el vacío

8 E CUACIONES DE M AXWELL EN EL V ACÍO I = 0, Q = 0 Estos resultados le permitieron a Maxwell predecir que las ondas de luz son una forma de radiación electromagnética

9 D IAGRAMA DEL A PARATO DE H ERTZ Transmisor para generar y detectar ondas electromagnéticas

10 D IAGRAMA DEL A PARATO DE H ERTZ Cuando el E cercano a cualquiera de los electrodos sobrepasa la resistencia dieléctrica del aire, se genera una chispa entre las esferas. Este aparato es equivalente a un circuito LC Hertz pudo detectar estas ondas electromagnéticas utilizando una espira sencilla de alambre con su propio descargador de chispa (el receptor).

11 D IAGRAMA DEL A PARATO DE H ERTZ Hertz demostró que la corriente oscilante inducida en el receptor era producida por ondas electromagnéticas irradiadas por el transmisor. La radiación generada ponía de manifiesto propiedades de las ondas como interferencia, difracción, reflexión, refracción y polarización, que son propiedades que también exhibe la luz.

12 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS P LANAS Onda electromagnética que viaja en la dirección x (dirección de propagación). Ondas en que E y B son paralelos a un par de ejes perpendiculares, son ondas linealmente polarizadas

13 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS P LANAS Onda Plana: colección completa de ondas con frecuencia en fase Frente de onda : superficie que conecta los puntos de igual fase en un plano geométrico

14 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS P LANAS Onda plana que se mueve en la dirección x pasa a través de una trayectoria rectangular de ancho dx en el plano xy El campo eléctrico en la dirección y varía de E a E + dE, dando origen a un campo magnético B variable en el tiempo a lo largo del eje z

15 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS P LANAS Onda plana que pasa a través de una trayectoria rectangular de ancho dx en el plano xz El campo magnético en la dirección z varía de B a B + dB, dando origen a un campo eléctrico E variable en el tiempo a lo largo del eje y

16 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS P LANAS

17 c = velocidad de ondas electromagnéticas = 2,99792 x 10 8 m/s

18 O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS S INUSOIDALES

19 La relación de E con B en una onda electromagnética es igual a la velocidad de la luz

20 P ROPIEDADES DE LAS O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS Las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz B y E son perpendiculares entre si y a la dirección de propagación. Las ondas son transversales E/B = c Las ondas electromagnéticas obedecen el principio de la superposición

21 P ROPAGACIÓN DE O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS

22

23 E NERGÍA T RANSPORTADA POR O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS La radiación electromagnética puede ser identificada como un método de transferencia de energía a través de la frontera de un sistema. La rapidez de flujo de energía en una onda electromagnética se representa mediante el vector S, llamado Vector de Poynting :

24 V ECTOR DE P OYNTING La magnitud del Vector de Poynting representa la rapidez a la cual fluye la energía a través de una superficie unitaria perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Por lo tanto, la magnitud de S representa energía por unidad de área.

25 E NERGÍA T RANSPORTADA POR O NDAS E LECTROMAGNÉTICAS Intensidad de la Onda:

26 D ENSIDAD DE E NERGÍA I NSTANTÁNEA Densidad de energía instantánea asociada a un E y a un B: Intensidad de una onda electromagnética:

27 A NTENAS

28 Espectro de las Ondas Electro- magnéticas

29 AM Y FM

30 F UENTE DE E NERGÍA S OLAR La fuente de energía en el Sol son las reacciones nucleares 4 Hidrógenos 1Helio + Energía Msol = 2x10 30 kg 30% Hidrógeno En 5000x10 6 años el Sol ha gastado el 14% de su masa a razón de 4 millones de T/s

31 R ADIACIÓN S OLAR EN EL T OPE DE LA A TMÓSFERA Radiación espectral Longitud de onda absorción de radiación por O 2, H 2 O, CO 2 y otros O3O3 IRvisible UV 7% Visible 47.3% IR 45.7%


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