Química Física

46 Capítulo 2 Radiación electromagnética
Frecuencia
ν = ω 2π = 6 × 1013
2π
Longitud de onda
= 9.5 × 10 12 Hz ⇒ infrarrojo (2.1.1)
λ = c ν = 3 × 108 m s
9.5 × 10 12 s −1 = 3.16 × 10−5 m = 3.16 × 10 4 nm (2.1.2)
Intensidad media
I = cε 0|E 0y | 2
2
= 3 × 108 m/ s −1 8.854 × 10 −12 C/ 2 N/ −1 m −2/ 1 |5| 2 N 2/ C/
−2
=
2
= 0.033 N m s = 0.033 W m 2 (2.1.3)
2.2 El campo eléctrico de una onda electromagnética plana viene dado por
E = E 0x cos(ωt − kz)i + E 0y cos(ωt − kz)j. Determine el plano de polarización
de la onda, el campo magnético que lleva asociado, el vector de
Poynting y la intensidad.
Objetivo
Conocido el campo eléctrico de una onda electromagnética, determinar el plano de
polarización, el campo magnético asociado, el vector de Poynting y la intensidad.
Sugerencias
Examinando el campo eléctrico sacamos conclusiones acerca del plano y la
dirección de propagación de la onda. Calculamos el ángulo que forma con el
eje x.
Usando las relaciones de Maxwell deducimos las componentes del campo magnético
en función de las componentes del campo eléctrico.
Conocidos el campo eléctrico y el campo magnético deducimos el vector de
Poynting en función de las amplitudes de las componentes.
Conocido el vector de Poynting, obtenemos su promedio para determinar la
intensidad.
Resolución
El campo eléctrico oscila en un plano que contiene a la dirección de propagación z,
ya que sus componentes E x y E y oscilan con la misma fase. Si dibujamos el vector
E en un plano perpendicular a la dirección de propagación, obtenemos los vectores
que se muestran en la Figura 2.1.