Transcript Cap6 Ondas electromagneticas

Ciencias Físicas 4
Capítulo 6
Ondas
electromagnéticas
Los campos eléctricos variables producen
campos magnéticos; ecuaciones de Maxwell
Solo una parte de esto es nuevo –que un campo
eléctrico variable produce un campo magnético.
La ley de Ampère relaciona el campo magnético
alrededor de una corriente con la corriente a
través de una superficie.
Producción de ondas electromagnéticas
Ya que un campo eléctrico variable produce
un campo magnético, y que un campo
magnético variable produce un campo
eléctrico, una vez que se crean los campos
sinusoidales se pueden propagar por sí
mismos.
Estos campos en propagación se llaman
ondas electromagnéticas.
Producción de ondas electromagnéticas
Los cambios oscilantes producirán ondas
electromagnéticas:
Producción de ondas electromagnéticas
Lejos de la fuente, las ondas son planas:
Producción de ondas electromagnéticas
Las ondas eléctricas y magnéticas son
perpendiculares entre sí, y en relación a la
dirección de propagación.
Producción de ondas electromagnéticas
Cuando Maxwell calculó la velocidad de
propagación de las ondas electromagnéticas,
encontró que:
Esta es la velocidad de la luz en el vacío.
La luz como una onda electromagnética y
el espectro electromagnético
Se sabe que la luz es una onda; después de
producir ondas electromagnéticas de otras
frecuencias, se supo que también eran ondas
electromagnéticas.
La frecuencia de una onda electromagnética
está relacionada con su longitud de onda:
La luz como una onda electromagnética y
el espectro electromagnético
Las ondas electromagnéticas pueden tener
cualquier longitud de onda; hemos dado
diferentes nombres a las diferentes partes del
espectro de longitud de onda.
Medición de la rapidez de la luz
Se sabía que la velocidad de la luz era muy alta,
aunque estudios cuidadosos de las órbitas de
las lunas de Júpiter mostraban que era finita.
Una medición importante, por Michelson, usó
un espejo rotatorio:
Medición de la rapidez de la luz
Al pasar los años, las mediciones se habían
hecho cada vez más precisas; actualmente la
velocidad de la luz está definida en:
Esto se usa actualmente para definir el metro.
Energía en ondas EM
La energía se almacena en campos eléctricos y
magnéticos, lo que da el total de la densidad de
energía de una onda electromagnética:
Cada campo contribuye con la mitad de la
densidad de energía total.
Energía en ondas EM
Esta energía es transportada por la onda.
Energía en ondas EM
La energía transportada a través de una
unidad de área por una unidad de tiempo es
denominada intensidad:
Su valor promedio se da por:
Radio y televisión; comunicación
inalámbrica
Este gráfico ilustra el proceso por el cual una
estación de radio transmite información. La
señal de audio se combina con una onda
portadora:
Radio y televisión; comunicación
inalámbrica
La mezcla de señales y portadores se puede
realizar de dos maneras. Primero, al usar la
señal para modificar la amplitud del portador
(AM):
Radio y televisión; comunicación
inalámbrica
En segundo lugar, al usar la señal para
modificar la frecuencia del portador (FM):
Radio y televisión; comunicación
inalámbrica
Por el lado del receptor, se recibe la onda, se
demodula, amplifica y envía a un parlante:
Radio y televisión; comunicación
inalámbrica
La antena receptora se baña con las ondas de
muchas frecuencias; se usa un sintonizador
para seleccionar la onda deseada: