Otras carreras Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

[artorr]

Hola, escribo en este subforo (aunque no estoy seguro de que mi duda corresponda totalmente con él) para pediros ayuda con un problema sobre ondas electromagnéticas, que podeis ver en el link siguiente:
http://img179.imageshack.us/my.php?image=dibujosv0.jpg

Cualquier ayuda sería agradecida.

Un saludo

[[Beto]]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Cualquier ayuda sería agradecida.

Hola, serias tan amable de escribir tu ejercicio en el foro, lo normal es adjuntar imágenes para ayudar a comprender el ejercicio y para ello el foro cuenta con un sistema para adjuntar archivos.

[artorr]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Claro

Ahí va:

Una estación de radio emite una señal de frecuencia f(sub0)=100 Mhz, que tiene un frente de onda esférico cuyo vector de Poynting a d(sub0)= 10 km viene dado por la expresión S = S(sub0)*u(sub x) (vectorial), siendo S(sub0) = 1μW/m². A una distancia d(sub1)= 20 km se encuentra una pared delgada de un material que absorve el 10% de la radiación incidente. Determinar a esa distancia d(sub1):
- los vectores E, B y S de la señal justo antes y justo después (se supone que al atravesar la pared no cambia de polarización ni sufre ningún desfase).
- la energía de radiación recibida en t=1 s por una superficie de 1 cm² cuyo vector de superficie forma un ángulo de 30º con la dirección de propagación en ese punto.


Espero vuestra ayuda.
Gracias y un saludo

[[Beto]]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Hola, lo primero que tienes que recordar es que $S$, representa el flujo de energía por unidad de tiempo a través de una unidad de área, esto es:

$$S=(uc) u_x$$

- los vectores E, B y S de la señal justo antes y justo después (se supone que al atravesar la pared no cambia de polarización ni sufre ningún desfase).

Para calcular el valor de $E$ y $B$, debes de usar:

$$u=\epsilon_0E^2\;\mbox{o tambien}\;u=\frac{1}{\mu_0}B^2$$

Pero como dato te dicen que $S=S_0\hat u_x$, de donde obtienes que

$$u=\frac{S_0}{c}$$

El valor de $S$, no cambia pues no depende de la distancia a la que se encuentra la fuente.

Y para la segunda parte solamente tienes que tener en cuenta que la energía por unidad de volumen que pasa a través de la pared es el $90\%$ de la incidente, esto es $u_T=90\% u$.

- la energía de radiación recibida en t=1 s por una superficie de 1 cm² cuyo vector de superficie forma un ángulo de 30º con la dirección de propagación en ese punto.

Como del apartado anterior ya conoces el valor de $S$, y este también se puede escribir como:

$$S=uc=\frac{Uc}{c\Delta tA}=\frac{U}{\Delta t A}$$

Pero como forma un ángulo de $30^o$ con el vector normal a la superficie que nos piden, entonces la energía de radiación es la que esta asociada a la componente del vector de poyting en esa dirección (usa el ángulo para calcularla).

Además tienes que analizar si en ese instante que te piden la onda electromagnética ya superó o no la pared, para ello toma en cuenta que $d=c\Delta t$.

Un saludo.

[artorr]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Muchas gracias por la ayuda! me ha resuelto muchas dudas. Quería sin embargo preguntarte algunos detalles..
El valor(módulo) del campo magnético/eléctrico no varía con la distancia?Es que una de las dudas que tenía cuando intenté hacer el problema por primera vez fue esa..más en concreto si éste estaba multiplicando a una expresión tipo coseno/seno como es normal en las ondas, la cual no aparecía en la expresión del vector de Poynting y me desconcertó bastante..

Y por cierto, la frecuencia en este problema no se utiliza para nada?

Un saludo!espero tu respuesta..gracias de nuevo

[[Beto]]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Muchas gracias por la ayuda! me ha resuelto muchas dudas. Quería sin embargo preguntarte algunos detalles..
El valor(módulo) del campo magnético/eléctrico no varía con la distancia?Es que una de las dudas que tenía cuando intenté hacer el problema por primera vez fue esa..más en concreto si éste estaba multiplicando a una expresión tipo coseno/seno como es normal en las ondas, la cual no aparecía en la expresión del vector de Poynting y me desconcertó bastante..

Los valores del campo magnético si varían ... como bien dices tú esto se debe a que forma a la onda electromagnética.

Y por cierto, la frecuencia en este problema no se utiliza para nada?

No en este caso no se usa.

[artorr]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Entonces cómo quedaría la expresión del campo magnético??agradecería tu respuesta

[[Beto]]

Re: Orientación con problema sobre ondas electromagnéticas.

Entonces cómo quedaría la expresión del campo magnético??agradecería tu respuesta

Piensa en la ecuación de una onda, además recuerda que tienes la frecuencia. Y el valor de $B$ que se calculo ¿no sería la amplitud? .. solo te quedaría reemplazar.