Laboratorio de hidraulica

Ondas electromagnéticas
Autora: Silvia Sokolovsky

Son ondas producidas por la oscilación o la aceleración de una carga eléctrica. Las ondas electromagnéticas tienen componentes eléctricos y magnéticos. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas) hasta frecuencias muy bajas (longitudes deonda altas). La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. Por orden creciente de longitudes de onda (orden decreciente de frecuencias), se ha confeccionado una escala denominada espectro electromagnético. Esta escala indica que la puede ser desde miles de metros hasta 0,3 m aproximadamente en el caso de las ondas de radio; desde allí hasta 1 mm las micro ondas; desde élmilímetro hasta los 780 mm tenemos a los rayos infrarrojos. La luz visible es una franja estrecha que va desde los 780 mm hasta los 380 mm. La luz ultra violeta se encuentra entre los 3,8 10-7m y los 10-9m (entramos en la medida de los nanómetros). Los rayos x se ubican entre 10-9m y 10-11m. Los rayos gamma están entre los 10-11 m y 10-17m.La medida de las  suelen medirse en nanómetro, o nm, quees una millonésima de milímetro. 10 - 9 m = 1 nm Ondas | Radio AM | Onda Corta | Radio FM | Microondas | Infrarrojos | Ultravioleta | Rayos x | Rayos Gamma |
 (cm) | 3.10 4 | 3.10 3 | 3.10 2 | 3 | 10 - 3 | 10 - 6 | 10 - 8 | 10 - 10 |
Propiedades: Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse; pueden atravesar el espacio desplazandose en el vacíoa una velocidad aproximada de 300.000 km/s a la que se denomina con la letra c. Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. Las longitudes de onda van desde billonésimas de metro hasta muchos kilómetros. La longitud de onda () y la frecuencia (f) de las ondas electromagnéticas,relacionadas mediante la expresión · f = c, son importantes para determinar su energía, su visibilidad, su poder de penetración y otras características.Breve resumen de Teoría: Ecuaciones de MaxwellEl físico británico James Clerk Maxwell estableció la teoría de las ondas electromagnéticas en una serie de artículos publicados en la década de 1860. Maxwell analizó matemáticamente la teoría de los camposelectromagnéticos y afirmó que la luz visible era una onda electromagnética. 
Un campo eléctrico y otro magnético variables se inducen el uno al otro acoplándose juntos como una onda electromagnética que viaja a través del espacio. En 1865 Maxwell unificó las leyes de Faraday, Gauss y Ampere formando un conjunto de ecuaciones que relacionan entre sí las variaciones espaciales y temporales de laintensidad del campo eléctrico E y la inducción magnética B.Aquí las propiedades magnéticas y eléctricas del medio, en este caso el vacío, se representan por las constantes o y o, la permisividad y permeabilidad, respectivamente. Operando sobre las ecuaciones, Maxwell llegó a demostrar que cada componente del campo eléctrico y magnético obedece a una ecuación diferencial de una onda. En formaexplícita,(El cuadrado significa segunda derivada).Lo mismo puede plantearse para E y B (no importa la dirección).Ejemplo: Determinar el campo B de una onda electromagnética armónica plana cuyo campo E tiene la forma .Puesto que Ex = E y = 0, la primera de las ecuaciones de Maxwell conduce a (reemplazas las ecuaciones y derivas así obtienes:)(integro cada miembro para obtener:)Los campos sonperpendiculares entre sí y a la dirección de propagación.Vector Poynting: Indica la dirección del flujo de energía () de una onda electromagnética. Este vector se determina por su valor promedio y siempre apunta en sentido de la propagación de la onda. Importante: el promedio del vector de poynting nos determina la intensidad lumínica (I) de la onda electromagnética, o sea: Interferencia: es una propiedad...