Onda electromagnética

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Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio. En este artículo se tratan los aspectos teóricos relacionados con la solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell, mientras que el artículo de radiación electromagnética habla de los aspectos más generales.

[editar] Historia del descubrimiento

El campo electromagnético variable en un medio se manifiesta siempre en forma de onda atenuada. Es más el campo electromagnético puede propagarse por el espacio en un forma de onda autosostenida que no necesita de medio para propagarse (esta idea resultó extraña en su momento, y en su tiempo se supuso la existencia del éter que sostenía a estas ondas, hecho que tuvo que descartarse tras el experimento Michelson-Morley).

[editar] Proceso de propagación

Un campo eléctrico que varía en el tiempo producirá una corriente de desplazamiento que, según la ley de Ampère-Maxwell, será fuente de un campo magnético. A su vez éste último, al ser variante, producirá un campo eléctrico, de acuerdo a la ley de Faraday. De este modo ambos campos se sostienen uno al otro. Este proceso de propagación fue teorizado por James Clerk Maxwell en 1865, y en 1885 Heinrich Rudolf Hertz detectó experimentalmente las ondas electromagnéticas.

[editar] Ecuación de ondas

En un medio isotrópico, homogéneo y constante; simbolizando la conductividad con σ, el campo eléctrico con $\mathbf{E} \,$ y el magnético con $\mathbf{B} \,$ :

$(\nabla^2 - \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2}{\partial t^2} - \mu \sigma \frac{\partial}{\partial t} - \operatorname{div}\,\operatorname{grad}) \mathbf{E} = 0$

$(\nabla^2 - \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2}{\partial t^2} - \mu \sigma \frac{\partial}{\partial t}) \mathbf{B} = 0$

Las ecuaciones anteriores describen una onda con factores de atenuación dependientes de σ que se propaga a una velocidad $c = 1/\sqrt{\epsilon \mu}$ . Cuando la onda se propaga en el vacío σ = 0 y la ecuación se reduce a la ecuación de ondas común: