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Energía electromagnética en una onda viajera

De Laplace

(Diferencias entre revisiones)
(Página creada con '==Enunciado== Una onda plana monocromática en una región libre de fuentes posee el campo eléctrico <center><math>\mathbf{E}=E_0\cos(\omega t - k z)\mathbf{u}_x</math></cente…')
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==Campo magnético==
==Campo magnético==
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Si sustituimos en
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Si hallamos las fuentes vectoriales del campo eléctrico obtenemos
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<center><math>\nabla\times\mathbf{E}=\left|\begin{matrix} \mathbf{u}_x & \mathbf{u}_y & \mathbf{u}_z \\ && \\ 0 & 0 & \displaystyle\frac{\partial }{\partial z} \\ && \\ E(z,t) & 0 & 0\end{matrix}\right| = \frac{\partial E}{\partial z}\mathbf{u}_y = k E_0\mathrm{sen}(\omega t - k z)\mathbf{u}_y</math></center>
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De acuerdo con la ley de Faraday, esto debe ser igual a la derivada temporal del campo magnético, cambiada de signo.
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<center><math>-\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t} = k E_0\mathrm{sen}(\omega t - k z)\mathbf{u}_y\qquad\Rightarrow\qquad \mathbf{B}=ºfrac{k}{\omega}\cos(\omega t - k x)\mathbf{u}_y</math></center>
==Densidades de energía==
==Densidades de energía==
==Promedio de la densidad de energía==
==Promedio de la densidad de energía==

Revisión de 20:58 1 jun 2011

Contenido

1 Enunciado

Una onda plana monocromática en una región libre de fuentes posee el campo eléctrico

\mathbf{E}=E_0\cos(\omega t - k z)\mathbf{u}_x
  1. Determine el valor del campo magnético en todos los puntos del espacio.
  2. Calcule las densidades de energía eléctrica y magnética en todos los puntos del espacio.
  3. Halle el promedio temporal de las densidades de energía, definido como
\langle u \rangle = \frac{1}{T}\int_0^T u\,\mathrm{d}t\qquad T = \frac{2\pi}{\omega}
  1. Calcule el vector de Poynting en cada instante
  2. Halle el promedio temporal del vector de Poynting

2 Campo magnético

Si hallamos las fuentes vectoriales del campo eléctrico obtenemos

\nabla\times\mathbf{E}=\left|\begin{matrix} \mathbf{u}_x & \mathbf{u}_y & \mathbf{u}_z \\ && \\ 0 & 0 & \displaystyle\frac{\partial }{\partial z} \\ && \\ E(z,t) & 0 & 0\end{matrix}\right| = \frac{\partial E}{\partial z}\mathbf{u}_y = k E_0\mathrm{sen}(\omega t - k z)\mathbf{u}_y

De acuerdo con la ley de Faraday, esto debe ser igual a la derivada temporal del campo magnético, cambiada de signo.

-\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t} = k E_0\mathrm{sen}(\omega t - k z)\mathbf{u}_y\qquad\Rightarrow\qquad \mathbf{B}=ºfrac{k}{\omega}\cos(\omega t - k x)\mathbf{u}_y

3 Densidades de energía

4 Promedio de la densidad de energía

5 Vector de Poynting

6 Promedio del vector de Poynting

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