Examen parcial: 2-6-2015 Aula: A2.10 15:30 Prof. Norge Cruz Hernández FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Tecnologías Informáticas Examen parcial: 2-6-2015 Aula: A2.10 15:30 Prof. Norge Cruz Hernández

Tecnologías Informáticas FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Tecnologías Informáticas Tema 6. Ondas Electromagnéticas Prof. Norge Cruz Hernández

Tema 6. Ondas Electromagnéticas (6 horas). 6.1 Introducción 6.2 Ecuación de ondas en una dimensión. Ondas armónicas. 6.3 Ondas electromagnéticas. Potencia e intensidad de la onda electromagnética. 6.4 Espectro electromagnético. 6.5 Interferencia y Difracción.

Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: - Boletín 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.

Onda: perturbación que se traslada en un medio 6.1 Introducción Onda: perturbación que se traslada en un medio Ondas transversales en una cuerda Ondas longitudinales en un fluido Ondas transversales y longitudinales combinadas en la superficie de un líquido

Una gota de agua, al caer al agua genera una perturbación que se traslada por toda la superficie del agua.

Un “tsunami” es como una gran gota de agua que produce una gran perturbación que mueve una gran cantidad de agua en forma de ola.

Los terremotos son el resultado de una onda sísmica

Ecuación de Onda

conceptos básicos

Intensidad de las ondas Para ondas que viajan en tres dimensiones, definimos su intensidad como la rapidez media con que la onda transporta energía, por unidad de área, a través de una superficie perpendicular a la direccióin de propagación. Se mide en W/m2.

Onda mecánica en una cuerda 6.2 Ecuación de ondas en una dimensión. Ondas armónicas. Onda mecánica en una cuerda

número de onda

cálculo de la velocidad de un frente de onda

condiciones de frontera

condiciones de frontera

principio de superposición

ondas estacionarias

nodos: antinodos:

cuerda fija en ambos extremos: modos normales Al pulsar las cuerdas de un violín, guitarra, piano … etc., estamos generando ondas estacionarias en cuerdas fijas en ambos extremos. Estas cuerdas deben tener nodos en sus extremos.

Los terremotos son el resultado de una onda sísmica

Un teléfono móvil emite y recibe ondas electromagnéticas 6.3 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 propiedades - 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.

ondas electromagnéticas armónicas ecuación de onda número de onda frecuencia angular

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

energía y cantidad de movimiento de la onda electromagnética

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).

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.

6.4 Espectro electromagnético.