Ondas electromagneticas

FiUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA
DECANATO DE DOCENCIA
DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y FISICA
FISICA II

Ensayo acerca de Leyes de Maxwell,
Ondas electromagnéticas (OEM),
Vector de Poynting, y
Espectro Electromagnético.Hasta el momento hemos estudiado los fenómenos que ocurren debido a la presencia de cargas eléctricas estáticas, como la fuerza eléctrica y el campo eléctrico, y recientemente la presencia los fenómenos de inducción electromagnética, donde un campo magnético variante en el tiempo induce una fem y una corriente enun cuerpo conductor próximo, las cuales generan un campo magnético que se opone a aquel que lo produce, estos fenómenos fueron descubiertos de manera experimental por hombres como Oersted, Faraday, y Henry, y comprobados analíticamente por Ampere, pero sería Maxwell quien daría consistencia a las debilidades presentes en las ecuaciones planteadas, y haciendo gala de su formidable habilidadmatemática, hizo una correcta interpretación del campo electromagnético, dando forma a una teoría unificada de la electricidad y el magnetismo que se describe convenientemente por las siguientes ecuaciones, que aunque no fueron desarrolladas por él, son conocidas como las Ecuaciones de Maxwell:
1. E.dA=qεo
2. B.dA=0
3. E.dS=-dφBdt
4. B.dS=μo.I+μoεodφEdt
Según su teoría unificada estasecuaciones describen la generación de un tipo de ondas, conocidas como Ondas Electromagnéticas (OEM), o planteado de otra manera, que las OEM son una consecuencia lógica de las ecuaciones de maxwell, dichas ondas son el tema central de este ensayo, siendo su conocimiento y entendimiento parte fundamental e integral de la formación de ingenieros, sobre todo en las ramas de electricidad yelectrónica, dada su importancia y aplicación en el mundo moderno. Al emprender la conformación de su teoría unificada, analizar sus consecuencias permitió a Maxwell predecir acertadamente que la luz es una onda electromagnética, hecho que fue corroborado satisfactoriamente por los experimentos llevados a cabo por Hertz, además de comprobar que una onda electromagnética está compuesta por campo eléctrico (E)y por campo magnético (B), que viajan transversalmente, que transportan energía, principio fundamental que permite la radiodifusión, y que transportan cantidad de movimiento, principio que demuestra que las OEM ejercen presión sobre las superficies en las que inciden, en la actualidad esta propiedad permite aprovechar la presión de la radiación electromagnética solar en el espacio paracontribuir a la navegación y maniobrabilidad de satélites y naves espaciales, y abre la posibilidad de que sea un medio de propulsión alternativo, adicionalmente, se ha planteado la posibilidad de que sea aprovechada la energía de la radiación solar captándola en estaciones fuera de la tierra, y enviándola por un sistema de transmisión vía microondas hacia estaciones en tierra.
A continuación se presentauna discusión sobre las ecuaciones de Maxwell para comprender sus implicaciones y sus consecuencias:
De la 1ra Ecuación tenemos que como las cargas eléctricas emiten un flujo radial en todas las direcciones, para configuraciones de carga de alta simetría, la integral de superficie de la densidad de intensidad de campo eléctrico (D) es proporcional a la carga neta encerrada por una superficiegaussiana, debido a que las cargas son monopolares.
De la 2da Ecuación tenemos que la integral de superficie del campo magnético en una superficie gaussiana es igual a cero, este hecho se debe a que el número de líneas de campo magnético que salen de la superficie que encierra la fuente de B son iguales al número de líneas de campo magnético que entran a ella, por el hecho de que toda fuente...