FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Prof. Norge Cruz Hernández Tema 7. Fenómenos ondulatorios. Ondas electromagnéticas.

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1 FÍSICA II GRADO Ingeniería Mecánica Prof. Norge Cruz Hernández Tema 7. Fenómenos ondulatorios. Ondas electromagnéticas.

2 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.

3 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.

4 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.

5 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.

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7 Los terremotos son el resultado de una onda sísmica

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

9 7.3 Ondas electromagnéticas. Potencia e intensidad de la onda electromagnética. Un teléfono móvil emite y recibe ondas electromagnéticas

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

11 ondas electromagnéticas planas El plano de la figura divide en dos partes todo el espacio 3D. A la izquierda del plano tenemos una región con campos eléctrico y magnético constantes. A la derecha del plano no existe campo en el espacio. El plano se mueve en la dirección del eje x y en el sentido de aumento de las x. comprobaremos esta perturbación cumple con las ecuaciones de Maxwell

12 Ley de Gauss del campo eléctrico Ley de Gauss del campo magnético Esto no ocurriría si existiese alguna componente x de alguno de los dos campos. la perturbación es transversal al movimiento del plano.

13 Ley de Faraday apliquemos esta ecuación al rectángulo efgh.

14 debe haber un campo magnético variable en la dirección z

15 Ley de Ampere

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17 Ley de Faraday Ley de Ampere velocidad de la luz

18 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.

19 deducción de la ecuación de una onda la solución de esta ecuación es una onda que se desplaza a la velocidad v

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21 Ley de Faraday

22 Ley de Ampere

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24 Ley de Faraday Ley de Ampere

25 ecuación de onda velocidad de la onda

26 ondas electromagnéticas armónicas ecuación de onda número de onda frecuencia angular

27 están en fase dirección del movimiento de la onda