Ondas electromagneticas


Universidad de Palermo

Facultad de Ingeniería


Física 2






Trabajo Práctico Final:
Ondas Electromagnéticas















Objetivos
Estudiar las ondas electromagnéticas, sus características y las aplicaciones prácticas en las que son usadas en la sociedad moderna.
Para estudiar las características de las ondas electromagnéticas, la física cuenta con lasecuaciones de Maxwell, que nos permitirán el análisis de ellas.
En el estudio de las aplicaciones prácticas, se analizarán las ondas electromagnéticas, separadas en grupos especificos, cada uno de los cuales tiene aspectos propios y aplicaciones características.

Resumen
Los fenómenos de naturaleza electromagnética tienen, entre otras, la propiedad de propagarse, es decir, de dar lugar a untrasporte de energía entre dos puntos del espacio. Este hecho se expresa matemáticamente por medio de ecuaciones de tipo análogo a las que representan los movimientos ondulatorios de los cuerpos materiales, de los que el hombre tiene una percepción más directa. Por ello se habla de ondas electromagnéticas.
El ámbito de las ondas electromagnéticas comprende amplios grupos de fenómenos físicos, que,en principio, se consideraron netamente distintos y se atribuyeron a entes diversos, como los rayos gamma, los rayos X, las radiaciones luminosas, caloríficas y hertzianas. Sin embargo, únicamente se diferencian por la gama de frecuencias de vibración (o, lo que es lo mismo, por la de longitudes de onda) que se asigna a cada grupo y a la cual, sustancialmente, se asocia también la estructura delos sistemas físicos sensibles a dichas radiaciones. El proceso de unificación lo llevó a cabo Maxwell.
Es característico un tipo especial de onda, llamada onda plana, en la que los vectores que representan los campos eléctricos y magnético se hallan sobre dos planos fijos y perpendicularmente entre sí. El plano formado por los dos vectores se llama frente de onda y la dirección de propagación dela onda es perpendicular a dicho plano.
La onda se propaga con una velocidad que depende del medio en que ésta se halla y viene dada por V = 1/   donde  es la constante dieléctrica y  la permeabilidad magnética del medio. En el vacío la velocidad se indica por c y posee un valor aproximado de 300.000 km/seg. La velocidad en el aire tiene prácticamente el mismo valor.
En cada punto delespacio, los campos eléctricos y magnéticos no permanecen constantes, sino que oscilan, pasando sucesivamente de valores positivos a negativos.
El tiempo que tarda el campo en realizar una oscilación completa se indica por T y se llama período. La distancia existente entre dos puntos cualesquiera, separados por una oscilación completa a lo largo de una recta, se llama longitud de onda y se indicapor . La relación entre la velocidad y la longitud de onda se denomina frecuencia y se designa por f (= v/).
La frecuencia se mide en hertz (Hz) o ciclos por segundo, o simplemente en ciclos, con los múltiplos kilohertz = 1.000 Hz (kHz), megahertz = 1.000.000 Hz (MHz) y kilomegahertz 1.000 MHz. Las magnitudes v y  han de expresarse en el mismo sistema de unidades, es decir, v en m/seg, y en m, o bien v en cm/seg y  en cm; de forma que f venga siempre expresada en hertz.
En general, la frecuencia la determina el generador de oscilación, mientras que la longitud de onda y la velocidad dependen del medio a través del cual se propaga la onda. El estudio teórico de la onda plana se basa en las ecuaciones de Maxwell, de las que se deducen las ecuaciones propias de E y H, y queindividualizan exactamente fenómenos ondulatorios del tipo más sencillo, caracterizados por una velocidad de desplazamiento (propagación).
Los dos vectores, por lo tanto, se desplazan a lo largo del eje z a la misma velocidad. Además, las dos componentes de E y H adquieren, simultáneamente y en los mismos puntos, valores correspondientes (mínimos, máximos, cero e intermedios), lo cual equivale a...