Onda electrcmagnetica

LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS EN LA INGENIERÍA ELECTRÓNICA

DIEGO ALEJANDRO ROSADA BAQUERO

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA
CIENCIAS BÁSICAS
FÍSICA MODERNA
2011

1. INTRODUCCIÓN

Muchos de los avances científicos y tecnológicos se dan por las investigaciones que se hicieron en los últimos dos siglos, basados en la revolución científica. Un tema que causo controversia fue el de las ondaselectromagnéticas, se dice que los avances en los sistemas de comunicación, sistemas de navegación satelital, redes de transmisión de datos a gran velocidad y demás avances, se dan gracias al descubrimiento de la onda electromagnética como medio de propagación de la luz y como estudio de los fenómenos luminosos, fotoeléctricos1 y en el avance de la óptica geométrica para la construcción de microy telescopios más potentes.

Por definición dentro del estudio de los fenómenos ondulatorios, se puede diferenciar dos tipos de ondas, las ondas mecánicas que tienen oscilación siempre y cuando haya un medio de transmisión del movimiento ondulatorio; es decir, el movimiento se propaga a través de un medio como las ondas sonoras, ondas del agua u ondas de la cuerda. A diferencia de las ondasmecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan un medio de transmisión para propagarse; este tipo de ondas se transmiten en el vacío y llevan asociadas una cantidad de energía y movimiento ondulatorio característico.

2. DEFINFICIÓN Y PROCESO HISTÓRICO

Una onda electromagnética se define como la superposición de campos eléctricos variables en el tiempo que a su vez originan camposmagnéticos los cuales se propagan de tal forma que el campo magnético es perpendicular al campo eléctrico. En particular, las ecuaciones de Maxwell predicen que los campos magnéticos variables inducen corrientes eléctricas. Estos campos eléctricos son oscilantes y emiten una radiación en forma de onda llamada onda electromagnética.
Hace dos siglos se consideraba que los fenómenos eléctricos y magnéticoseran propiedades físicas independientes, relacionados a las cargas eléctricas y a los imanes. Aunque, en 1820 Oersted observó que las corrientes eléctricas podían influir sobre una aguja imantada. A continuación, las aportaciones de Ampere y el descubrimiento de la inducción por Faraday establecieron las bases para una teoría unificada del electromagnetismo. Hacia 1860 Maxwell reunió y completolos resultados anteriores, sintetizando las teorías eléctrica y magnética en un único sistema de ecuaciones.
Maxwell tomó la ley de Ampere y la modificó para explicar el comportamiento del campo eléctrico y magnético al tiempo, de manera que se dedujera un modelo matemático que abarcara casi todos los conceptos hasta ahora desarrollados en la física clásica, el modelo obtuvo el nombre de lasecuaciones de Maxwell las cuales formarían la base teórica de todos los fenómenos electromagnéticos, las ecuaciones predicen la existencia de una onda electromagnética que se propagan en el espacio con la rapidez de la luz “c”. Maxwell a la vez que desarrollo la teoría electromagnética, desarrollo la teoría cinética de los gases y explicó la naturaleza de los anillos de Saturno y la visión en color.Fundamentó el estudio de la conservación de los campos vectoriales tridimensionales como aplicación matemática al problema de las ondas electromagnéticas.
Más tarde en 1887 Heinrich Hertz confirmó la predicción de Maxwell cuando generó y detectó ondas electromagnéticas. Este descubrimiento condujo a muchos sistemas de comunicación prácticos, incluidos radio, televisión, radar y optoelectrónica.3. ANALISIS MATEMÁTICO (ECUACIONES DE MAXWELL Y LOS DESCUBRIMIENTOS DE HERTZ)

Las cuatro ecuaciones de Maxwell se estiman como la base de todos los fenómenos magnéticos y eléctricos. Esta teoría tuvo tal impacto que coincidió con teorías de la relatividad especial de Einstein demostradas en el 2005. Las ecuaciones representan las leyes del magnetismo y electricidad que ya se habían...