Fisica General Burbano

554 ECUACIONES DE MAXWELL. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
dW
dt
= z( E × H)
? d A
A
(14)
«A esta última integral se le denomina TÉRMINO DE RADIACIÓN y nos representa la “rapidez”
(Energía por unidad de tiempo) con que la Energía Electromagnética atraviesa la superficie
cerrada correspondiente al volumen considerado (volumen encerrado en A); y es consecuencia
de una fuente o sumidero (generador o receptor) de ondas electromagnéticas en su
interior».
Como la energía por unidad de tiempo es la potencia (P), llamando:
S = E × H
magnitud que se le conoce como el VECTOR DE POYNTING; la (14) nos queda:
P
=zS ? dA
A
«La variación de energía electromagnética en la unidad de tiempo (potencia) en el interior
de un volumen encerrado por una superficie A, es igual al flujo del vector de Poynting a
través de la superficie».
Por ejemplo, el cálculo del flujo del vector de Poynting a través de una superficie que rodee a
una antena de una emisora de radio, nos mide la potencia emitida por ella.
El módulo del vector de Poynting tiene dimensiones de energía por unidad de tiempo y superficie,
es decir, potencia por unidad de superficie y se medirá en W/m 2 , igual que la intensidad de
onda, y es que, su valor promedio, coincide con el valor de la INTENSIDAD DE ONDA ELECTROMAGNÉ-
TICA como demostraremos más adelante.
El vector de Poynting es como si comunicase energía a un sistema, y cuando «incide» sobre él
la energía aumenta, pero si «sale» de él la energía del sistema disminuye; S nos indica, con su sentido,
la dirección de propagación de la energía.
XXIII – 5. Velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas.
Índice de refracción. Características fundamentales de estas ondas
«El campo electromagnético no se produce en el mismo instante en todos los puntos del espacio,
sino que se propaga, a partir de la fuente, a una velocidad (c 0
) de 300 000 km/s en el
vacío y c 0
/n (n índice de refracción) en un medio cualquiera».
En efecto: Comparando la ecuación de ondas (párrafo XVII-7) con las (11) y (12), ecuaciones
de propagación de los campos eléctrico y magnético, se obtiene para velocidad de propagación de
estos últimos:
c =
1 em
y para el vacío la velocidad de propagación será:
que coincide con la velocidad de propagación de la luz en el vacío; esta coincidencia constituye
una de las principales pruebas de la naturaleza electromagnética de la luz.
En un medio dielétrico e = e′e 0
; además se puede suponer generalmente: m = m 0
y la velocidad
de propagación vale:
1 c0
c = =
ee ′ m e′
como e′ es siempre mayor que la unidad; «la velocidad de una onda electromagnética en el vacío es
siempre mayor que su velocidad en cualquier otro medio». Tomando como referencia la velocidad
de propagación en el vacío se define ÍNDICE DE REFRACCIÓN de un medio con relación al vacío por:
c0 n = = e′
c
En el fenómeno de propagación del campo electromagnético hay que considerar las siguientes
características: T = período de vibración; n = frecuencia; c = velocidad de propagación. Podemos
ligar estas magnitudes por una ecuación idéntica a la de un movimiento ondulatorio:
l
0 0
= cT =
c
n
1
= ~
− 300 000 km/s
c 0
e0m0
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y definir una longitud de onda l, como el espacio recorrido en la propagación del campo electromagnético
en un período de vibración.