Características de las ondas electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas (EM) son ondas que están relacionadas tanto con la electricidad como con el magnetismo. Estas ondas viajan en el espacio y están formadas por campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo. Una onda electromagnética es una onda radiada por una carga acelerada u oscilatoria en la que un campo magnético variable es la fuente del campo eléctrico y un campo eléctrico variable es la fuente del campo magnético. Por lo tanto, los dos campos se vuelven fuentes uno del otro y la onda se propaga sinusoidalmente en una dirección perpendicular a los dos campos.

¿Qué son las ondas electromagnéticas?

Las ondas electromagnéticas (EM) son ondas asociadas tanto con la electricidad como con el magnetismo. Las ondas electromagnéticas (EM) son ondas que cambian periódicamente en un campo eléctrico y magnético que se propaga por el espacio. Las olas van acompañadas de relámpagos y cautiverio y como son olas así se esparcirán por el espacio. Cuando los campos eléctricos y magnéticos se unen y cuando varían con el tiempo, darán lugar a ondas electromagnéticas. 

Las ecuaciones electromagnéticas surgieron de las ecuaciones de Maxwell. Maxwell ha introducido estas ondas EM con paquetes especiales que se pueden utilizar para muchos objetivos prácticos. A diferencia del tiempo, el campo eléctrico es un campo magnético variable en el tiempo de ondas electromagnéticas. Los aumentos electromagnéticos están acoplados con campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo que se propagan en el espacio.

Características de las ondas electromagnéticas

• El campo eléctrico varía con el tiempo, y dará lugar a un campo magnético, este campo magnético varía con el tiempo y dará lugar al campo eléctrico y el proceso continúa así.
• Estos campos eléctricos y magnéticos varían periódicamente y se acoplan entre sí cuando se propagan simultáneamente en el espacio dando lugar a ondas electromagnéticas.
• El campo magnético será una onda sinusoidal pero en una dirección perpendicular al campo eléctrico. Ambos proporcionan avance al campo electromagnético.
• Sin embargo, el campo magnético a lo largo del eje y, la onda también se propagará en el eje z si el campo eléctrico está a lo largo del eje x.
• Los campos eléctrico y magnético son distintos y perpendiculares a la dirección de propagación de la sobretensión.
• Los campos eléctricos y magnéticos opuestos en el tiempo y vinculados entre sí dan origen a las ondas electromagnéticas.

Naturaleza de las ondas electromagnéticas

• Las ondas EM son ondas transversales. Las ondas transversales son aquellas en las que la dirección de perturbación o desplazamiento en el medio es vertical a la de propagación de la onda.
• Los parches del medio se mueven en una dirección vertical a la dirección de propagación de la onda. En el caso de las ondas EM, la propagación de las ondas tiene lugar a lo largo del eje x, los campos eléctricos y magnéticos son verticales a la propagación de las ondas. Esto significa el eje x de propagación de la sobretensión, el eje y del campo eléctrico, el eje z del campo magnético.
• Debido a esto, las ondas EM son ondas transversales por naturaleza. El campo eléctrico de la sobretensión EM se representa como

E _y = E ₀ sen(kx– wt) 

Donde E _y = campo eléctrico a lo largo del eje y y x = dirección de propagación de la onda.  

• Número de onda k = (2π/λ)
• El campo magnético de la onda EM se representa como

B _z = B ₀ sen(kx− wt)

Donde B _Z = campo eléctrico a lo largo del eje z y x = dirección de propagación de la onda.

B0 = (E ₀ /c)

Luego, observamos algunas ondas electromagnéticas. En el espacio libre o en el vacío, son fluctuaciones de campos magnéticos y eléctricos que se perpetúan a sí mismas. Las vibraciones de los campos eléctricos y magnéticos son diferentes a cualquier otra onda que hayamos visto desde lejos, en el sentido de que no hay un medio físico involucrado. Las ondas de contracción longitudinal y rarefacción son ondas de contracción y rarefacción en el aire. Un sólido rígido resistente al corte puede producir ondas elásticas transversales (sonoras) correspondientemente.

Fuentes de ondas electromagnéticas

Las ondas EM son generadas por oscilaciones de partículas cargadas eléctricamente (cargas aceleradas). El campo eléctrico asociado con la carga de aceleración vibra, lo que genera el campo magnético vibratorio. Estos campos eléctricos y magnéticos vibratorios dan avance a los oleajes EM.

Aún así, el campo eléctrico fraternizado con la carga será correspondientemente estacionario, si la carga está en reposo. No habrá generación de ondas EM ya que el campo eléctrico no difiere con el tiempo.

Cuando la carga se mueve con velocidad uniforme, también la aceleración es 0. La alteración en el campo eléctrico con el tiempo también es constante como resultado de nuevo, no se generarán ondas electromagnéticas. Esto muestra que solo las cargas aceleradas por sí solas pueden inducir ondas EM.

Aplicaciones de las ondas electromagnéticas

• Uno de los usos más importantes de las ondas electromagnéticas es la comunicación.
• Podemos percibir todo lo que nos rodea gracias a las ondas electromagnéticas.
• Asiste en la navegación de aeronaves y ayuda al piloto en el despegue y aterrizaje sofisticados de aeronaves. También ayuda a calcular la velocidad del avión.
• De hecho, ha encontrado aplicaciones consecuentes en el campo médico. Por ejemplo, rayos X en señales de transmisión de haz, radio y televisión en cirugía ocular. Estas señales son transmitidas por ondas electromagnéticas.
• Los oleajes electromagnéticos ayudan a determinar la velocidad de los vehículos en tránsito.
• Se utilizan para dispositivos electrónicos como televisores. se utilizan en. Remoto, Autobuses Remotos, Televisión LED, Freidora, etc.
• La transmisión de voz se puede lograr en los teléfonos móviles debido a las ondas electromagnéticas.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: Nombre la radiación electromagnética que puede generar una válvula klystron o magnetron.

Responder:

La onda electromagnética generada por la válvula klystron o magnetrón es un microscopio.

Pregunta 2: ¿Por qué la capa de ozono en la parte superior de la estratosfera es importante para la existencia humana?

Responder:

La capa de ozono en la parte superior de la estratosfera es importante para la supervivencia humana porque la capa de ozono en la parte superior de la estratosfera atrapa la mayoría de los rayos ultravioleta provenientes del sol y bloquea los efectos nocivos de los rayos ultravioleta.

Pregunta 3: ¿Cómo produce ondas electromagnéticas una carga oscilante?

Responder:

Una carga oscilante genera un campo eléctrico oscilante y un campo eléctrico oscilante genera un campo magnético que luego genera una fuerza electromotriz oscilante. Un voltaje oscilante produce un campo magnético oscilante y así sucesivamente. De esta forma, las cargas oscilantes generan una onda electromagnética.

Pregunta 4: ¿Cómo se generan las ondas electromagnéticas?

Responder:

Un campo eléctrico cambiante genera un campo magnético y un campo magnético cambiante produce un campo eléctrico, el resultado es una onda de campos eléctricos y magnéticos que se propaga por el espacio. Estos campos que se propagan se denominan ondas electromagnéticas.

Pregunta 5: Enuncie la ley de Lenz. Una barra de metal colocada horizontalmente en dirección este-oeste se deja caer por la acción de la gravedad. ¿Se inducirá la fem en sus extremos? Justifica tu respuesta.

Responder:

La ley de Lenz establece que la fem inducida de una corriente inducida en un circuito siempre se opone a la causa que la produce. Sí, la fuerza electromotriz se inducirá en la varilla a medida que cambie el flujo magnético. Cuando una barra de metal colocada horizontalmente en dirección este-oeste se deja caer libremente por la gravedad, es decir, cae de norte a sur, la intensidad de las líneas magnéticas del campo magnético terrestre cambia a través del medio, es decir, el flujo magnético cambia y, por lo tanto, la fem inducida en esto.

Pregunta 6: Escriba la ley de inducción electromagnética de Faraday.

Responder:

Basándose en el experimento, Faraday dio las siguientes dos leyes: Primera ley Cada vez que cambia el flujo magnético asociado con un circuito, se induce una fem en él que dura mientras haya un cambio constante en el flujo.

La segunda ley es que la fem inducida en un bucle o circuito cerrado es directamente proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético asociado con el bucle. es decir 

e α (-)dφ/dt o e = -N * dφ/dt

donde, N= número de vueltas en la bobina. El signo negativo indica la ley de Lenz.