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Esta velocidad es igual a la de la luz por lo que se considera que la luz es una onda electromagnética.
A partir de las ecuaciones de Maxwell se puede demostrar que la velocidad de propagación
c está dada por
c =
ε
1
0
91
μ
0
(13.1)
De acuerdo con el pensamiento del siglo XIX, las constantes μ 0 y ε 0 se referían a la propiedades
del éter, el medio a través del cual se suponía que las ondas electromagnéticas se propagaban.
Actualmente, se sabe que la idea del éter no es necesaria dado que las ondas electromagnéticas
no requieren de un medio material para propagarse. De manera que las constantes
antes mencionadas se asignan al vacío. Sin embargo, cuando viajan a través de una sustancia,
los campos interactúan con las cargas de los átomos del medio. La intensidad de la
interacción está relacionada con la permitividad ε y la permeabilidad μ de la sustancia. Como
resultado, la velocidad de la luz se reduce de c a 1/ με.
En una onda electromagnética plana, las magnitudes del campo eléctrico y del campo magnético
están relacionadas por la expresión
E = cB (13.2)
Cuando hablamos de una onda plana armónica, los campos oscilan en fase, como se puede
ver en la figura 13.1. La onda está polarizada en un plano. Por definición, el plano de polarización
corresponde al plano de oscilación del campo eléctrico.
Si λ es la longitud de onda y f es la frecuencia de una onda electromagnética plana, la velocidad
de propagación estará dada por la expresión
c = λ f (13.3)
Las ondas electromagnéticas transmiten ímpetu y energía, como podemos percibir en la luz
solar o en el calor que ésta produce. Deduciremos una expresión por medio de la cual la energía
se transporta por una onda electromagnética. Las densidades de energía para los campos
eléctrico y magnético en el vacío están dadas por las expresiones:
u E
=
1 2
ε 0E
2
;
(13.4)
Dado que E =
cB = B / μ0ε0
para una onda electromagnética, los valores instantáneos de
estas densidades de energía son iguales. La densidad total de energía u = uE + uB, es entonces
u
0
2
= ε E
=
B
μ
2
0
=
u B
=
ε 0 EB
μ
0
2
B
2μ
0
(13.5)