27.5 Exploración: Ecuación para el campo eléctrico de una onda plana
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Puede cambiar la posición del cuadrado (que muestra la representación por vectores del campo eléctrico), así como la amplitud del campo eléctrico y la longitud de onda
(posición en metros y tiempo en nanosegundos). Reinicio.
La expresión del campo eléctrico de la onda electromagnética plana es:
E (z, t) = Emax sen (k z - ω t) i,
donde k = 2π/λ (λ es la longitud de onda)
y ω = 2π f (f
es la frecuencia).
- Explique por qué la función de onda es una función de z y de t
para la onda dada.
- ¿Por qué es la anterior una ecuación vectorial con una componente en la dirección
x?
- ¿Cuál es la ecuación correspondiente para el campo magnético asociado a nuestra onda? Debe recordar que
E es perpendicular a B y ambos lo son a la dirección de propagación, siendo el producto vectorial de
E por B en el sentido de avance de la onda. También, que
E
y B van en fase.
- ¿Qué ocurrirá en ambas representaciones, del panel izquierdo y del derecho, si se aumenta la amplitud? Cambie la amplitud para comprobar su predicción. ¿Ha cambiado la frecuencia? Explique por qué o por qué no.
- ¿Qué ocurrirá en ambas representaciones si se aumenta la longitud de onda? Compruébelo. Esta vez, ¿ha cambiado la frecuencia? Explique por qué o por qué no.
- Seleccione un valor para la longitud de onda, λ, y mídala.
- Mida la frecuencia para el valor de longitud de onda anteriormente seleccionado.
- ¿Cuál es el valor de λf ? (Debe ser 3 x 108
m/s, pues se trata de una onda propagándose por el vacío).
Nota: cuando se cambia la longitud de onda, debe permitir que transcurra un tiempo suficiente para que la onda anterior desaparezca y se presente la nueva en todo el eje. Se requieren unos
100 a 200 ns antes de poder tomar nuevas medidas.
Exploración creada por Anne J. Cox.
Script creado por Wolfgang Christian, Melissa Dancy y Anne J. Cox.
© 2004 Pearson Educación S. A.