ONDAS ELECTROMAGN

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ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
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OBJETIVOS

1. Conocer qué es una onda electromagnética (oem) y
   cómo se propaga en el vacío.
2. Saber qué es la polarización lineal y cómo actúan
   los polarizadores.
3. Conocer el vector de Poynting y la irradiancia de
   una oem.
4. Conocer cómo se propagan las oem en medios
   materiales.
5. Conocer el efecto Doppler en oem

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INDICE

• Introducción.
• Propagación de oem planas y armónicas en el
  vacío. Polarización
• Energía de una oem.
• Polarizadores.
• Propagación de oem planas y armónicas en medios
  dieléctricos y conductores .
• Efecto Doppler en oem.

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Introducción

• Haciendo uso de las ecuaciones de Maxwell puede
  demostarse que, en ausencia de cargas y
  corrientes, los campos eléctricos y magnéticos en
  el vacío cumplen
• Por tanto, el campo electromagnético puede
  propagarse por el vacío como una onda (oem) a una
  velocidad
• Existen oem de diversas longitudes de ondas
  (espectro).
• Las cargas aceleradas son una de las fuentes de
  oem.

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Propagación en el vacío

• Una función escalar del tipo
• representa una onda escalar, plana y armónica que
  se propaga en la dirección del vector .
• Para que una magnitud vectorial se propague como
  una onda plana y armónica, cada una de sus
  componentes debe ser una función de este tipo.
• Las oem cumplen

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Polarización lineal

• Una oem linealmente polarizada que se propaga en
  la dirección positiva del eje OX, cumple
• La dirección del campo eléctrico permanece
  constante en el espacio y en el tiempo.
• El módulo del campo eléctrico oscila
  armónicamente en el tiempo.
• Se denomina plano de polarización al formado por
  los vectores .

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Energía de una oem

• Las oem transportan energía y momento lineal.
• Se define el vector de Poynting como aquel cuyo
  módulo es igual a la intensidad instantánea de la
  onda y cuya dirección y sentido coinciden con los
  de propagación de la onda
• En la práctica, la magnitud que tiene interés es
  el valor promedio en el tiempo del vector de
  Poynting se denomina irradiancia.
• El momento lineal transportado por la oem es
  pE/c.

Actividades Problemas 2 y 7
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Polarizadores

• Los polarizadores lineales transforman en
  radiación linealmente polarizada cualquier tipo
  de radiación electromagnética que incida sobre
  ellos, absorbiendo la componente del campo
  eléctrico perpendicular a su eje.
• Si la irradiancia de la onda incidente es I0, a
  la salida del polarizador
• onda incidente polarizada y formando su campo
  eléctrico un ángulo q con el eje del polarizador
• onda incidente no polarizada

Actividades Problema 5
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Propagación de oem en medios dieléctricos
En un medio dieléctrico lineal, homogéneo e
isótropo las oem se propagan a una
velocidad siendo n el índice de
refracción. Respecto de la que tiene en el vacío,
la frecuencia de la onda no varía y la longitud
de onda disminuye Cuando una oem incide sobre
la superficie de separación de dos medios de
índices n y n se produce la refracción (ver
simulación).
Actividades Simulación, Problema 8
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Propagación de oem en medios conductores
Cuando una oem llega a un medio conductor, el
campo eléctrico de la onda actuará sobre los
electrones libres, produciéndose corrientes
eléctricas que disiparán energía por efecto
Joule. Por tanto la oem se atenuará
fuertemente siendo la profundidad de
penetración.
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Efecto Doppler en oem

• Las oem no necesitan ningún medio material para
  propagarse, no existe ningún sistema de
  referencia privilegiado respecto al que referir
  las velocidades del emisor y el receptor.
• Si la frecuencia de la onda emitida por el emisor
  es n y la de la onda observada por el receptor n
  y V es la velocidad relativa entre ellos
• Se aproximan
• Se alejan

Actividades Problema 10