ONDAS ELECTROMAGNTICAS: ENERGA, INTENSIDAD Y VECTOR DE POYNTING

En forma general las ondas son medios de transporte de energa o informacin (Sadiku, 2014) Las ondas electromagnticas fueron predichas por James Clerk Maxwell, dando un salto revolucionario al unificar los campos de la electricidad, el magnetismo y la ptica, estas ondas se caracterizan por transportarse sin necesidad de un medio ya que al ser generadoras de su propio campo elctrico y magntico. Estas radiaciones electromagnticas es una forma de propagacin de la energa de una perturbacin si lo miramos desde la perspectiva de la fsica clsica, estas perspectiva permite explicar el cmo est constituida una onda, la cual tendr en forma perpendicular los campos elctricos y magntico de manera oscilante en fase, con una longitud de onda especfica, frecuencia y amplitudes y por ende una cantidad de energa especifica cuantificable. Esta forma de radiacin u onda electromagntica se produce por fluctuaciones de la corriente elctrica en un circuito elctrico, debido a la aceleracin de una partcula cargada elctricamente (partcula que cambia de velocidad) segn la teora de MaxwellEstas ondas se caracterizan que sin importar su longitud o amplitud se mueven a la velocidad de la luz (), sin embargo segn su frecuencia o longitud de onda se pueden clasificar las ondas electromagnticas segn las propiedades que exhiben: Luz visible: rango 400 nm a 700 nm van del color azul a rojo. Ondas infrarrojas: son longitudes de onda por encima de la luz visible (ms larga) hasta los , se percibe como una sensacin trmica de calor Rayos ultravioletas: son ondas por arriba de la radiacin visible (ms cortas) hasta los , tienen alto contenido energtico por lo cual son peligrosos para las clulas. Ondas de radio: va desde 1 kHz a los 100 MHz y tienen uso en telescopios para estudios astronmicos. Microondas: presentan frecuencias del orden de los 10 GHz, empelados principalmente en la telecomunicacin. Rayos X: su principal uso es la de diagnstico mdico longitudes de onda del , tambin se usa a nivel fisicoqumico para el anlisis de estructuras en las molculas qumicas. Rayos gamma: Es una onda de extremadamente corta longitud de onda, est en el orden de los se usan en medicina para destruccin de clulas cancergenas Las ondas electromagnticas como se dijo transportan energa. Esta energa se transfiere con una potencia asociada a la superficie por unidad de tiempo asociado al movimiento de las ondas, es decir que es el producto e la densidad volumtrica con la velocidad a la que se propaga la onda. Esto es conocido como una variable fsica llamada Vector de Poynting

Intensidad de una onda electromagntica es la energa que por unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie perpendicular a la direccin de propagacin; su valor coincide con el valor promedio del vector de Poynting (flujo de energa) (Burbano De Ercilla, Burbano Garca, & Gracia Muoz, 2003)O dicho de otra manera el teorema de Poynting establece que la potencia neta que sale de un volumen dado es igual a la rapidez temporal de decremento de la energa almacenada en menos las prdidas de conduccin

El cual en notacin vectorial se simplifica como

Lo anterior es vlido para condiciones instantnea, pero si se trabaja valores promedios la energa (potencia) se asocia ms a la intensidad de corriente definindose como

Que reducido la expresin trigonomtrica a tenemos que

Donde

(Giancoli, 2009)(Benson, 2000)(Hayt & Buck, 2006)BibliografaBenson, H. (2000). Fsica Universitaria Volumen 2 (Segunda Ed.). Mexico D.F.: Compaia Editorial Continental S:A:Burbano De Ercilla, S., Burbano Garca, E., & Gracia Muoz, C. (2003). FSICA GENERAL (32nd ed.). Madrid, Espaa: Editorial Tbar.Giancoli, D. (2009). Fsica para Ciencias e Ingeniera con fsica moderna Volumen II (Cuarta Edi.). Mexico D.F.: Pearson Educacin.Hayt, W., & Buck, J. (2006). Toeria Electromagnetica. (Septima, Ed.). Mexico D.F.: Mc Graw Hill.Sadiku, M. (2014). Elementos De Electromagnetismo (Tercera, s.). Mexico D.F.: OXFORD.