Ondas electromagneticas

Curso de Física 4º año 2012 – Ondas electromagnéticas y la luz

¿Qué es una onda electromagnética?
Una onda electromagnética es una perturbación autosostenida q ue tiene lugar en un campo electromagnético,
y q ue p uede propagarse tanto en el vacío como en medios materiales que sean transparentes a la o las
frecuencias de la onda. Este tipo de ondas es de gran importancia para el estudio demuchos fenómenos
naturales, y son sin duda alguna fundamentales desde el punto de vista tecnológico. La cantidad de aparatos
que utilizamos hoy en día, y que basan su funcionamiento en el empleo de ondas electromagnéticas es
impresionante; podemos afirmar con seguridad que el mundo sería muy diferente a cómo lo conocemos si no
fuera por el manejo que hemos logrado de dichas ondas.
¿Cómo segenera una onda electromagnética?
El proceso p or el cual se genera una onda EM es un tanto complicado de describir desde el punto de vista
matemático, por lo que trataremos de realizar una descripción cualitativa del fenómeno. Léala despacio.
Ud debe saber de cursos anteriores que toda la materia está compuesta por átomos, los cuales a su vez están
formados por tres clases de partículassub-atómicas: protones, electrones y neutrones. Las dos primeras
poseen una cualidad particular: presentan carga eléctrica. La carga eléctrica tiene una doble naturaleza:
existen cargas positivas (protones) y cargas negativas (electrones). Los cuerpos cargados eléctricamente son
capaces de interactuar entre sí, ejerciendo fuerzas mutuas de repulsión en caso de que las partículas cargadas
sean de igualsigno, y de atracción en caso de que sean de distinto signo. Dichas fuerzas actúan sobre las
partículas cargadas por medio de un campo eléctrico, una especie de aura energética que rodea a cualquier
cuerpo cargado.

Líneas de campo eléctrico entre cargas eléctricas. En la primera imagen, las cargas
son de distinto signo, en la segunda, son de igual signo. Nótese como las líneas se
atraen enel primer caso, y se repelen en el segundo. El campo eléctrico no es visible
a simple vista. Aquí se visualiza mediante semillas en un baño de aceite.

Por otra parte, también es conocida para la mayoría de nosotros la
existencia de objetos magnéticos, tales como los imanes naturales y
artificiales. Los objetos como los imanes se caracterizan por tener un
campo magnético a su alrededor.También los conductores por los
cuales circula una corriente eléctrica generan a su alrededor un campo
magnético. Este campo, al igual que el campo eléctrico, también
presenta una doble polaridad: los polos de un imán se denominan Sur
y Norte, nombres debidos al uso del campo magnético terrestre en la
orientación para la navegación (brújulas). Polos del mismo nombre se
repelen, y polos denombre contrario se atraen. En la imagen de la

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derecha se muestran las líneas de campo magnético creadas por un imán de barra.
Aunque en principio los campos eléctrico y magnético pueden parecer fenómenos distintos, en realidad
existe una profunda relación entre uno y otro. Dicha relación es la que posibilita la existencia de lasondas
electromagnéticas, así que vamos a tratar de describirla brevemente.
El experimento crucial consiste en la comprobación de que, en ciertas circunstancias, un campo eléctrico
puede crear un campo magnético, y un campo magnético a su vez puede crear un campo eléctrico. Las
condiciones mencionadas implican que los campos sean variables en el tiempo, es decir, que sus
propiedades cambien amedida que el tiempo transcurre. Los campos eléctrico y magnético pueden
generarse mutuamente sólo si se trata de campos variables. Los campos constantes no pueden producir
ondas electromagnéticas.
Por ejemplo, si movemos un imán cerca de un
bobinado eléctrico tal como se muestra en la figura,
podemos verificar mediante el amperímetro que
existe una corriente eléctrica en el alambre del...