una onda

8
Una onda (del latín unda) consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío. El vacío (del latín vacīvus) es la ausencia total de material en los elementos (materia) en un determinado espacio o lugar, o la falta de contenido en el interior de un recipiente. Por extensión, se denomina también vacío a la condición de una región donde la densidad de partículas es muy baja, como por ejemplo el espacio interestelar; o la de una cavidad cerrada donde la presión del aire u otros gases es menor que la atmosférica. Ecuaciones de maxwell y descubrimientos de Hertz

Upload: nathaly-moreno-rubio

Post on 11-Nov-2015

7 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Fisica ondulatoria

TRANSCRIPT

Una onda (del latn unda) consiste en la propagacin de una perturbacin de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presin, campo elctrico o campo magntico, a travs de dicho medio, implicando un transporte de energa sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vaco.El vaco (del latn vacvus) es la ausencia total de material en los elementos (materia) en un determinado espacio o lugar, o la falta de contenido en el interior de un recipiente. Por extensin, se denomina tambin vaco a la condicin de una regin donde la densidad de partculas es muy baja, como por ejemplo el espacio interestelar; o la de una cavidad cerrada donde la presin del aire u otros gases es menor que la atmosfrica.Ecuaciones de maxwell y descubrimientos de Hertz

Epsilo subcero; permitividad del espacio vacio que es una constante.Las ondas electromagneticas son ondas compuestas por campos electricos y magneticos, estas pueden viajar por el espacio vacio. Ej: la luz, las microondas, la radiacion ultravioleta,etc.. Las ondas mecanicas son ondas que solo viajan a traves de la materia y estas estan divididas en ondas transversales y ondas compresionales. Ej: Ondas sismicas, el sonido,

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones (originalmente 20 ecuaciones) que describen por completo los fenmenos electromagnticos. La gran contribucin de James Clerk Maxwell fue reunir en estas ecuaciones largos aos de resultados experimentales, debidos a Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y corriente de desplazamiento, y unificando los campos elctricos y magnticos en un solo concepto: el campo electromagntico.Ley de Gauss[editar]Artculo principal:Ley de Gauss

Flujo elctricode unacargapuntual en una superficie cerrada.La ley de Gauss explica la relacin entre el flujo delcampo elctricoy una superficie cerrada. Se define comoflujo elctrico() a la cantidad defluido elctricoque atraviesa una superficie dada. Anlogo alflujode lamecnica de fluidos, este fluido elctrico no transporta materia, pero ayuda a analizar la cantidad de campo elctrico () que pasa por una superficie S.3Matemticamente se expresa como:

La ley dice que el flujo del campo elctrico a travs de una superficie cerrada es igual al cociente entre lacarga(q) o la suma de las cargas que hay en el interior de la superficie y lapermitividad elctricaen el vaco (), as:45

La forma diferencial de la ley de Gauss, en forma local, afirma que por elteorema de Stokes, ladivergenciadel campo elctrico es proporcional a ladensidad de carga elctrica, es decir,

dondees la densidad de carga en el medio interior a la superficie cerrada. Intuitivamente significa que el campo Edivergeo sale desde una carga, lo que se representa grficamente comovectoresque salen de la fuente que las genera en todas direcciones. Por convencin si el valor de la expresin es positivo entonces los vectores salen, si es negativo estos entran a la carga.Para casos generales se debe introducir una cantidad llamadadensidad de flujo elctrico() y nuestra expresin obtiene la forma:

Ley de Gauss para el campo magntico[editar]Artculos principales:Ley de GaussyMonopolo magntico.

Las lneas de campo magntico comienzan y terminan en el mismo lugar, por lo que no existe unmonopolo magntico.Experimentalmente se lleg al resultado de que loscampos magnticos, a diferencia de loselctricos, no comienzan y terminan en cargas diferentes. Esta ley primordialmente indica que laslneasde los campos magnticos deben ser cerradas. En otras palabras, se dice que sobre una superficie cerrada, sea cual sea sta, no seremos capaces de encerrar una fuente o sumidero de campo, esto expresa la inexistencia delmonopolo magntico. Al encerrar un dipolo en una superficie cerrada, no sale ni entra flujo magntico por lo tanto, el campo magntico no diverge, no sale de la superficie. Entonces la divergencia es cero6Matemticamente esto se expresa as:5

dondees la densidad deflujo magntico, tambin llamadainduccin magntica. Es claro que la divergencia sea cero porque no salen ni entran vectores de campo sino que este hace caminos cerrados. El campo no diverge, es decir la divergencia de B es nula.Su forma integral equivalente:

Como en la forma integral del campo elctrico, esta ecuacin slo funciona si la integral est definida en una superficie cerrada.Ley de Faraday-Lenz[editar]Artculo principal:Ley de FaradayLa ley deFaradaynos habla sobre lainduccin electromagntica, la que origina unafuerza electromotrizen uncampo magntico. Es habitual llamarla ley de Faraday-Lenz en honor aHeinrich Lenzya que el signo menos proviene de laLey de Lenz. Tambin se le llama como ley de Faraday-Henry, debido a queJoseph Henrydescubri esta induccin de manera separada a Faraday pero casi simultneamente.7Lo primero que se debe introducir es la fuerza electromotriz (), si tenemos un campo magntico variable con el tiempo, una fuerza electromotriz es inducida en cualquiercircuito elctrico; y esta fuerza es igual a menos la derivada temporal delflujo magntico, as:8,como el campo magntico es dependiente de la posicin tenemos que el flujo magntico es igual a:.Adems, el que exista fuerza electromotriz indica que existe uncampo elctricoque se representa como:

con lo que finalmente se obtiene la expresin de laley de Faraday:5

Lo que indica que un campo magntico que depende del tiempo implica la existencia de un campo elctrico, del que su circulacin por un camino arbitrario cerrado es igual a menos la derivada temporal del flujo magntico en cualquier superficie limitada por el camino cerrado.El signo negativo explica que el sentido de la corriente inducida es tal que su flujo se opone a la causa que lo produce, compensando as la variacin de flujo magntico (Ley de Lenz).La forma diferencial local de esta ecuacin es:

Es decir, elrotacionaldel campo elctrico es la derivada de la induccin magntica con respecto al tiempo.Se interpreta como sigue: si existe una variacin de campo magntico B entonces este provoca un campo elctrico E o bien la existencia de un campo magntico no estacionario en el espacio libre provoca circulaciones del vector E a lo largo de lneas cerradas. En presencia de cargas libres, como los electrones, el campo E puede desplazar las cargas y producir una corriente elctrica. Esta ecuacin relaciona los campos elctrico y magntico, y tiene otras aplicaciones prcticas cmo losmotores elctricosy losgeneradores elctricosy explica su funcionamiento. Ms precisamente, demuestra que un voltaje puede ser generado variando el flujo magntico que atraviesa una superficie dada.Ley de Ampre generalizada[editar]

fuerza de Lorentzes lafuerzaejercida por elcampo electromagnticoque recibe unapartcula cargadao unacorriente elctrica.Para una partcula sometida a un campo elctrico combinado con un campo magntico, la fuerza electromagntica total o fuerza de Lorentz sobre esa partcula viene dada por:

dondees lavelocidadde la carga,es el vectorintensidad de campo elctricoyes el vectorinduccin magntica. La expresin siguiente est relacionada con la fuerza de Laplace o fuerza sobre un hilo conductor por el que circula corriente:

dondees la longitud del conductor,es laintensidad de corrienteylainduccin magntica. A pesar de ser una consecuencia directa de ella, esta ltima expresin histricamente se encontr antes que la anterior, debido a que las corrientes elctricas se manejaban antes de que estuviese claro si la carga elctrica era un fluido continuo o estaba constituida porpequeas cargas discretas.

Propiedadeshttp://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/21/Propiedades%20de%20las%20ondas.html Tipos de ondas electromagnticas http://www.ehowenespanol.com/7-tipos-ondas-electromagneticas-info_178526/