TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA DE LA LUZDE MAXWELLPRESENTADO POR: CELINE NATASHA BAEZ AVILA

CURSO: 1101 JM

 

TEORIA ELECTROMAGNETICA DE MAXWELL

En el siglo XIX se descubrió que la electricidad y el magnetismo no son fenómenos separados y forman parte de un fenómeno más general llamado electromagnetismo.

Su estudio en profundidad dio paso a una transformación completa de nuestra sociedad: motores eléctricos, distribución y aplicación a gran escala de la electricidad, telégrafo, radio, televisión y miles de aplicaciones cotidianas que han cambiado nuestras vidas para siempre. Además, la identificación de la luz como fenómeno electromagnético puso las bases de la revolución que ha supuesto la teoría de la relatividad.

¿QUE ES EL ELECTROMAGNETISMO DE MAXWELL?

El electromagnetismo de Maxwell es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza. A mediados del s. XIX, los científicos sabían que los fenómenos eléctricos y magnéticos guardaban relación, pero desconocían cómo ni porqué. Buscaban la respuesta. Algunos como Morse y Marconi supieron ver su importancia para las telecomunicaciones. 

Oersted demostró que las corrientes eléctricas producían campos magnéticos. Y Faraday el proceso inverso, es decir, que un campo magnético podía producir corrientes eléctricas. Pero fue el escocés James Clerk Maxwell quien unificó los fenómenos eléctricos y magnéticos en una única fuerza, en 1873.

ECUACIONES MAXWELL

predicciones de Maxwell se pueden destacar:

Existen ondas electromagnéticas que se caracterizan por propagarse a la velocidad de la luz.

 Las ondas electromagnéticas son emitidas por cargas eléctricas aceleradas

 

A partir de tales ecuaciones, dedujo nuevas propiedades de las ondas electromagnética:

 

Estableció la relación entre la conductividad y la transparencia. Cuanto más conductor es un material, más absorbe la luz, y así, explicaba que los conductores sean opacos, y los medios transparentes buenos aislantes.

 

Calculó la energía de los componentes eléctricos y magnéticos de las ondas electromagnéticas, y descubrió que la mitad de esta energía era eléctrica y la otra mitad magnética.

En el caso de un rayo de luz polarizado en un plano, la onda eléctrica se propaga junto a la magnética dispuestas perpendicularmente entre sí. Señaló también que la resultante de la tensión electromagnética sobre un cuerpo irradiado con luz es una presión.

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

La energía se llama electromagnética porque las ondas tienen características eléctricas y magnéticas.

Para su propagación, las ondas electromagnéticas no requieren de un medio material específico, pues pueden viajar incluso por el espacio extraterrestre.

Teoría Electromagnética de la Luz.

la onda se auto propaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación.

Para poder describir una onda electromagnética podemos utilizar los parámetros habituales de cualquier onda:

* Amplitud (A): Es la longitud máxima respecto a la posición de equilibrio que alcanza la onda en su desplazamiento.

* Periodo (T): Es el tiempo necesario para el paso de dos máximos o mínimos sucesivos por un punto fijo en el espacio.

* Frecuencia (v): Número de oscilaciones del campo por unidad de tiempo. Es una cantidad inversa al periodo.

* Longitud de onda (λ): Es la distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas.

* Velocidad de propagación (V): Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la rapidez de propagación de la luz en el vacío, se representa con la letra c.

LUZ VISIBLE

El ojo humano tiene una capacidad limitada y no es capaz de ver

Luz de longitudes de onda mayores a la de la luz ultravioleta (UV), ni menores a la de la luz infrarroja

A veces cuando se comparan dos fuentes de luz blanca, se nota que no son exactamente iguales. Esta diferencia se explica en que cada fuente de luz tiene una combinación diferente de tonos de color.

Algunas luces blancas son más amarillentas o azuladas que otras y esto se debe a que en la combinación de colores predomina más uno de ellos.

Las microondas

Se producen en ciertos circuitos eléctricos oscilantes, su tamaño de longitud es entre 1mm y 1 m; su frecuencia del orden de los gigahertz (GHz). Tienen variadas aplicaciones, son muy utilizadas en comunicaciones y aplicaciones de radar, como aparatos para medirla velocidad de automóviles y, por supuesto, en los hornos de microondas.

Radiación infrarroja

 La radiación infrarroja tiene longitud de ondas más largas que la radiación visible, y más corta que la radiación microondas, su longitud fluctúa entre los 0,7µm y 1 mm. Muy útiles pues son irradiados por los cuerpos dependiendo de su temperatura. Sus aplicaciones son muchas, incluyendo su utilidad en los controles remotos muy conocidos por todos, instrumentos a bordo de satélites usados para detectar plantas, tipos de rocas y características de la atmósfera, usan también radiación infrarroja.

Ondas electromagnéticas

 Hay muchas otras ondas electromagnéticas, que su frecuencia por ser muy alta o muy baja, no son percibidas por el ojo humano.

Ondas de radio (espectro radial): se originan por la vibración de los electrones en alambres conductores de circuitos eléctricos, presentes en aparatos. Se utilizan no sólo para llevar música, sino también para transportar la señal de televisión y los teléfonos celulares. Las ondas de radio y televisión tienen frecuencia que van desde los 200KHz a los 1000 MHz, los celulares funcionan a una frecuencia similar a la de la televisión, su longitud de onda es aproximadamente 1 m.

Radiación ultravioleta (UV)

La radiación ultravioleta o rayos UV, es producida por saltos de electrones, fuentes de calor como el sol (la mayor parte de la radiación ultravioleta del Sol está bloqueada por la atmósfera de la Tierra) y por maquinas especiales como las que se usan para detectar billetes falsos.

 Los rayos UV que logran pasar ayudan a las plantas en la fotosíntesis y a los humanos a producir vitamina D, pero mucha radiación UV puede provocar quemaduras a la piel y cataratas, así como también dañar a las plantas.

 

Su longitud de onda es inmediatamente mas pequeña que la luz visible, de 1 a 400 nm, tiene un poco mas de energía que el extremo violeta del espectro de la luz visible.

Rayos x

Fueron descubiertos accidentalmente por Roentgen en 1895.

Estos rayos de menor longitud de onda (0,1 a 10 nm) que los

rayos ultravioleta

tiene mas energía (la energía aumenta con el aumento de la frecuencia) Se comporta más como una partícula que como una onda. Son muy utilizados en el área de la medicina porque pueden traspasar los músculos pero no los huesos y así son utilizados para radiografías.

 Pero una sobre exposición a estos rayos puede ser dañina.

Rayos gamma

 Los rayos gamma constituyen una radiación de altísima frecuencia y energía, su longitud de onda es menor que los 10 pm.