Ondas electromagnéticas

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ONDAS ELECTROMAGNETICAS
FÍSICA
OBJETIVOS
• Conocer la generación y características de las 
ondas electromagnéticas.
• Determinar las ecuaciones de la rapidez de la onda 
electromagnética y la respectiva función de onda.
• Conocer las distintas ondas electromagnéticas de 
acuerdo al espectro electromagnético.
Las Ondas Electromagnéticas (O.E.M.) están presentes 
en diferentes aspectos de nuestra vida.
En los rayos 
solares.
En las ondas de 
radio y TV.
En la señal de WIFI.
Es decir las O.E.M. son un parte importante en 
nuestras vidas.
En los avances en la ciencia y la tecnología se ha 
hecho uso de las O.E.M.
Entonces…..
¿Qué son y como se producen las O.E.M.?
Ondas Electromagnéticas
Cuando una partícula electrizada acelera genera un campo
eléctrico oscilante a lo largo del tiempo.
Dicho campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo
magnético oscilante a lo largo del tiempo y viceversa.
Por lo tanto se genera un campo electro magnético que se
propaga por todo el medio.
Las O.E.M. son causadas por las perturbaciones que se
producen por la aceleración u oscilación de partículas
electrizadas, formando así un campo electromagnético que se
propaga a través de todo medio material y el vacío.
Veamos como se produce.
Conclusión:
Ejemplo: Las ondas 
de radio son ondas 
electromagnéticas
• En la OEM, los
campos ( eléctrico y
magnético ) son los
que oscilan. Esta
onda se propaga en
cualquier medio
incluso en el vacío.
La teoría de las O.E.M. fue establecida
por James C. Maxwell en 1684,
mediante esta teoría pudo explicar que
al luz tiene una naturaleza
electromagnética.
Características
• Las O.E.M. son ondas transversales, ya que en cada punto del
espacio el 𝐸 y el 𝐵 son perpendiculares y ambos oscilan con la
misma frecuencia perpendicularmente a la dirección de
propagación.
𝑬𝒎á𝒙
𝑩𝒎á𝒙
En la gráfica 
mostrada, el campo 
eléctrico oscila en el 
eje y (plano xy).
Y el campo magnético 
oscila en el eje z 
(plano zx).𝒙
𝒚
𝒛
𝑬
𝑩
𝒗𝑶𝑬𝑴
• La velocidad de propagación de la OEM es perpendicular al
campo eléctrico y al campo magnético.
𝒗𝑶𝑬𝑴
RAPIDEZ DE LA ONDA ELECTROMAGNÉTICA
La rapidez con que una OEM se propaga depende de
las propiedades físicas del medio en el cual se propaga.
𝒗𝑶𝑬𝑴
(Dirección de 
propagación.)
𝑬
𝑩
Matemáticamente:
𝑣𝑂𝐸𝑀 = 𝜆𝑓
𝑣𝑂𝐸𝑀 =
𝐸𝑚á𝑥
𝐵𝑚á𝑥
𝜆: Longitud de onda
𝑓: frecuencia
𝐸𝑚á𝑥: Amplitud del campo eléctrico
𝐵𝑚á𝑥: Amplitud del campo magnético
NOTA
Si la OEM se propaga en el vacío o el aire
𝒗𝑶𝑬𝑴 = 𝒄 = 𝟑 × 𝟏𝟎
𝟖 𝒎/𝒔
También:
𝑣𝑂𝐸𝑀 =
𝜔
𝑘
𝜔: frecuencia cíclica
𝑘: número de onda
o
𝜆
UNMSM 2020-1
APLICACIÓN 01.
La transmisión de ondas electromagnéticas comerciales va
desde la radio AM, los canales de televisión VHF, la radio FM,
la televisión UHF, las señales de celulares y a los de wifi, que
van desde un espectro de 106 hasta 1010 hertz de frecuencia.
Si un canal de televisión HDTV opera sobre los 550 MHz, ¿cuál
es su longitud de onda? Dato: 𝒄 = 𝟑 𝒙 𝟏𝟎𝟖 𝒎/𝒔
RESOLUCIÓN:
𝝀
De acuerdo a la teoría:
𝑣𝑂𝐸𝑀 = 𝜆𝑓 …(1)
De las condiciones del
problema:
𝑓 = 550 𝑥 106 𝐻𝑧
𝑣𝑂𝐸𝑀 = 3 𝑥 10
8 𝑚/𝑠
Reemplazando en [1]:
3 𝑥 108 = 𝜆 (550 𝑥 106 𝐻𝑧)
𝜆 = 0,545 𝑚
Piden λ
APLICACIÓN 02.
Una onda electromagnética generada por un transmisor de
radio tiene, en cierta posición, un campo eléctrico de amplitud
1,5m N/C. Calcule la amplitud del campo magnético.
(considere que la onda se propaga en el vacío).
RESOLUCIÓN: Piden 𝐵𝑚á𝑥
De la relación: 𝑣𝑂𝐸𝑀 =
𝐸𝑚á𝑥
𝐵𝑚á𝑥
Como la onda electromagnética se propaga en el vacío: 
𝑣𝑂𝐸𝑀 = 𝐶 = 3𝑥10
8 𝑚/𝑠
…(1)
Reemplazando en (1)
𝐵𝑚á𝑥 =
1,5𝑥10−3
3𝑥108
𝐵𝑚á𝑥 =
𝐸𝑚á𝑥
𝑣𝑂𝐸𝑀
𝐵𝑚á𝑥 = 0,5𝑥10
−11 𝑇
𝑩 = 𝑩𝒎á𝒙 ∙ 𝒔𝒆𝒏(𝝎𝒕 ± 𝒌𝒙)
𝑬 = 𝑬𝒎á𝒙 ∙ 𝒔𝒆𝒏(𝝎𝒕 ± 𝒌𝒙)
Los campos 𝐸 y 𝐵 que oscilan en fase están
descritos por las siguientes ecuaciones:
Ecuación de la onda electromagnética.
𝐸𝑚á𝑥
𝐵𝑚á𝑥
𝜆
Donde:
𝐸𝑚𝑎𝑥: Amplitud del campo eléctrico
𝐵𝑚𝑎𝑥: Amplitud del campo magnético
𝜔: frecuencia cíclica 𝜔 =
2𝜋
𝑇
𝑘: número de onda 𝑘 =
2𝜋
𝜆
Aplicación :
Resolución:
Piden la rapidez de la onda electromagnética "𝑣𝑂𝐸𝑀“
Sabemos que: 𝑣𝑂𝐸𝑀 =
𝜔
𝑘
... (1)
Reemplazando en (1)
𝐸𝑚á𝑥 = 180 N/C ;
Del dato :
𝑣𝑂𝐸𝑀 =
ω
K
=
π1013
5π105 𝑣𝑂𝐸𝑀 = 0,2x10
8 m/s
La intensidad de campo eléctrico de una
onda electromagnética está dada por:
𝐸 = 200𝑠𝑒𝑛 𝜋1013𝑡 − 5𝜋105𝑥 Ƹ𝑗 𝑁/𝐶
Donde x está en metros y t en segundos.
Determine la rapidez de la onda . 𝐸 = 200𝑠𝑒𝑛 𝜋1013𝑡 − 5𝜋105𝑥 Ƹ𝑗 𝑁/𝐶
De la función de onda:
𝐸 = 𝐸𝑚á𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡 − 𝑘𝑥)
Comparando:
𝜔 = 𝜋1013 rad/s ; 𝑘 = 5𝜋105 m-1
Espectro electromagnético
El espectro electromagnético es el conjunto de frecuencias y
longitudes de onda que abarca cada tipo de onda electromagnética.
➢ Ondas de radio
➢ Microondas
➢ Infrarrojo
➢ Luz visible
➢ Ultravioleta
➢ Rayos X
➢ Rayos gamma
Las O.E.M. que forman parte del espectro son:
Aumenta la longitud de onda (𝜆)
Aumenta la frecuencia (𝑓)
www.adun i . e d u . p e