FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Tema 7. Fenómenos ondulatorios. Escuela Politécnica Superior Universidad de Sevilla FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Tema 7. Fenómenos ondulatorios. Ondas electromagnéticas. Prof. Norge Cruz Hernández

Tema 7.Fenómenos ondulatorios. Ondas electromagnéticas. (2horas) 7.1 Introducción 7.2 Ecuación de ondas en una dimensión. Ondas armónicas. 7.3 Ondas electromagnéticas. Potencia e intensidad de la onda electromagnética. 7.4 Espectro electromagnético. 7.5 Interferencia, Difracción y Polarización.

Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: -Problemas de Física General, I. E. Irodov Problemas de Física General, V. Volkenshtein Problemas de Física, S. Kósel Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

7.1 Introducción Onda: perturbación que se traslada en un medio Una gota de agua, al caer al agua genera una perturbación que se traslada por toda la superficie del agua.

Onda mecánica en una cuerda 7.2 Ecuación de ondas en una dimensión. Ondas armónicas. Onda mecánica en una cuerda

Un teléfono móvil emite y recibe ondas electromagnéticas 7.3 Ondas electromagnéticas. Potencia e intensidad de la onda electromagnética. Un teléfono móvil emite y recibe ondas electromagnéticas

Ley de Gauss del campo eléctrico Ecuaciones de Maxwell J. C. Maxwell Ley de Gauss del campo eléctrico Ley de Gauss del campo magnético Ley de Ampere Ley de Faraday

algunas conclusiones - La onda es transversal, tanto E como B son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Los campos eléctricos y magnéticos también son perpendiculares entre sí. La dirección de propagación es la dirección del producto: E x B - Hay una relación definida entre las magnitudes de E y B: E=c B. - La onda viaja en el vacío con una rapidez definida y constante. - A diferencia de las ondas mecánicas, que necesitan las partículas oscilantes de un medio como el agua o el aire para transmitirse, las ondas electromagnéticas no requieren un medio. Lo que “ondula” en una onda electromagnética son los campos eléctricos y magnéticos.

ecuación de onda velocidad de la onda

ondas electromagnéticas armónicas ecuación de onda número de onda frecuencia angular

dirección del movimiento de la onda están en fase

San Juan de Aznalfarache RTVA San Juan de Aznalfarache Sevilla Este el orden en que se encuentran las emisoras de radio en FM.

ondas electromagnéticas en la materia Ley de Ampere Ley de Faraday ecuación de onda

energía y cantidad de movimiento de la onda electromagnética

es la energía que transporta la onda por unidad de tiempo y unidad de área

Vector de Pointing. Introducido por el físico John Pointing (1852-1914). Indica el flujo por unidad de área y unidad de tiempo en una dirección perpendicular a la dirección de desplazamiento de la onda.

Intentemos determinar el flujo total de energía por unidad de tiempo (potencia) que transmite el frente de onda hacia afuera de cualquier superficie cerrada: Algunas frecuencias son muy altas, y por eso es mejor calcular el promedio del vector de Pointing (intensidad).

intensidad de una onda sinusoidal Determinemos el promedio del vector de Pointing : intensidad de una onda sinusoidal

Estos paneles están inclinados de forma tal que miran de cara hacia el sol, es decir, casi perpendicular al vector de Pointing de las ondas que provienen del sol.

7.5 Interferencia, Difracción y Polarización. Principio de superposición: cuando dos ondas coinciden en el mismo punto del espacio y en el mismo tiempo, entonces la perturbación en ese punto es la suma por superposición de las dos perturbaciones. INTERFERENCIA

REFLEXIÓN

REFLEXIÓN

interferencia constructiva interferencia destructiva

ondas estacionarias

ondas electromagnéticas estacionarias

Si colocamos dos planos metálicos, entonces solamente se creará una onda estacionaria si: En un horno por microondas se establece una onda estacionaria, con determinados planos nodales. Los alimentos deben girar, de lo contrario, solamente se cocinarán una parte de estos.

Los terremotos son el resultado de una onda sísmica