Exposicion Fisica Teoria
Exposicion Fisica Teoria
Exposicion Fisica Teoria
K
Campo eléctrico E
Campo magnético B La energía transportada en una onda
Dirección de propagación C
electromagnética es la cantidad de energía
almacenada en una región del espacio que
podemos atribuir a la presencia de un campo
electromagnético, y que se expresará en
función del campo magnético y campo
eléctrico y pueden transferir energía a objetos
situados en su trayectoria.
K
ecuación (1)
La magnitud del vector de poynting representa la rapidez a la cual fluye la energía a través de
una superficie unitaria perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Por lo tanto, la
magnitud de S representa energía por unidad de área
M
Onda electromagnética que viaja en la dirección de x (dirección de
propagación). Ondas en que E Y B son paralelas a un par de ejes
perpendiculares, son ondas linealmente polarizadas
Ecuación (2)
M
Tenemos que:
Ecuación (3)
Esto quiere decir que la magnitud del campo eléctrico siempre va a ser
menor que el campo magnético, por lo tanto la ecuación (2) se puede
reescribir como:
ecuación (4)
Ecuación (5)
Recuerde que la energía por unidad de volumen, que es la densidad de energía UE asociada con un
campo eléctrico, se conoce por
Ecuación (6)
Ecuación (7)
K
Ya que en el caso de una onda electromagnética E y B varían con el tiempo, lo mismo
ocurre con las densidades de energía. Cuando utilice las correspondencias de la ecuación
(3) y la ecuación (5) de la rapidez; la expresión UB se convierte en:
(6)
(7)
K
Y así se comprueba la relación de la densidad de energía en función del campo B. Es decir, la
densidad de energía asociada con el campo magnético de una onda electromagnética es igual a la
densidad de energía asociada con el campo eléctrico. En consecuencia, en un volumen determinado
la energía es compartida igualmente entre los dos campos. La densidad de energía total U es igual a
la suma de las densidades de energía asociadas con los campos eléctrico y magnético.
Ecuación (8)
Otra manera de calcular la energía total, es relacionándola con la velocidad de la luz y el vector Poyting:
Ecuación (9)
K
En ocasiones, mas que la potencia por unidad de área, dada por el vector de poynting. Adquiere
interés el conocer la llamada intensidad de inda I (que es el promedio temporal de S).
M
En otras palabras, la intensidad de una onda electromagnética es igual a la densidad de
energía promedio multiplicada por la rapidez de la luz.
M
Problema 34.4 - 17
La magnitud del vector de poynting se refiere a la potencia por la unidad de área es decir la intensidad: