ONDAS ELECTROMAGNETICAS PLANAS Por: Luis a. castro

DEFINICIONES: Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía. Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos.  Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.

TIPOS DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS Rayos Gamma (Se originan en las desintegraciones nucleares que emiten  radiación gamma. Son muy penetrantes y muy energéticas). Rayos X (Se producen por oscilaciones de los electrones próximos a los núcleos). Rayos UVA (Se producen por saltos electrónicos entre átomos y moléculas excitados). Luz Visible (Es la pequeña parte del espectro electromagnético a la que es sensible el ojo humano). Radiación Infrarroja (Es emitida por cuerpos calientes y son debidas a vibraciones de los átomo). Radiación Microondas (Son producidas por vibraciones de moléculas). Ondas de Radio (Son ondas electromagnéticas producidas por el hombre con un circuito oscilante).

ORIGEN Y PROPAGACIÓN DE LAS O.E.M. Las cargas eléctricas al ser aceleradas originan ondas electromagnéticas. Una carga eléctrica acelerada crea un campo eléctrico variable y, como explican las leyes de Maxwell, los campos pueden abandonar la fuente que los produce y viajar por el espacio sin soporte material. Las ecuaciones de Maxwell explican esta propagación: En efecto, un campo eléctrico variable engendra un campo magnético variable que, a su vez, engendra otro eléctrico y así avanzan por el espacio.

APLICABILIDAD DE LAS ECUACIONES DE MAXWELL Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones que describen por completo todos los fenómenos electromagnéticos. Las ecuaciones de Maxwell constituyen un pilar básico de la teoría electromagnética ya que por ahora se demostraron como válidas siempre. Esto es debido a que la teoría electromagnética siempre fue, sin saberlo, una teoría relativista. De hecho, cuando se estudia desde el punto de vista cuántico estas ecuaciones sólo deben ser revisadas para tener en cuenta el carácter discreto de los fotones, pero cuando tenemos gran cantidad de ellos podemos aplicar los resultados continuos sin ningún problema.

TERCERA LEY DE MAXWELL La variación del flujo magnético que atraviesa una superficie engendra un campo eléctrico cuya circulación a lo largo de la curva que cierra esa superficie viene dado por la fórmula aquí mostrada ( tercera ecuación de Maxwell) La tercera expresa en términos de campos magnéticos y corrientes eléctricas el descubrimiento de Oersted (Ley de Ampère generalizada) ∇xH = J + ∂D/∂ t En el caso específico estacionario esta relación se corresponde a la ley de Ampère (∇xH = J). Para campos no estacionarios (los que varían a través del tiempo), Maxwell reformuló esta ley añadiéndole el último término, confirmando que un campo eléctrico que varía con el tiempo produce un campo magnético.

CUARTA LEY DE MAXWELL La variación del flujo eléctrico que atraviesa una superficie engendra un campo magnético cuya circulación a lo largo de curva que cierra dicha superficie viene dado por la fórmula aquí mostrada (cuarta ecuación de Maxwell) La cuarta recoge la aportación de Faraday.  ∇xE = - ∂B/∂ t Establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde. Además demuestra que un voltaje puede ser generado variando el flujo magnético que atraviesa una superficie dada, esto es la base del funcionamiento de los motores eléctricos y los generadores eléctricos.

La carga eléctrica en movimiento crea a su alrededor un campo electromagnético, cuyas componentes E y B son perpendiculares . Sus valores en cada punto y en función del tiempo son: E=Eosen( wt -kx) B=Bosen( wt -kx

EJEMPLOS RESUELTOS

MUCHAS GRACIAS