Otras carreras Ondas electromagnéticas y líneas de campo

[enrix1]

Pido disculpes de antemano, por si estoy confundiendo conceptos; pero no puedo comprender la relación entre las dos ideas siguientes, sobre un cuerpo que está radiando ondas electromagnéticas:

- Las ondas electromagnéticas, como la luz, están constituidas por ondas planas perpendiculares entre sí; una correspondería al campo eléctrico y otra al campo magnético. Estas ondas se propagan en línea recta.
- Las líneas del campo magnético son cerradas, lo que me indica que el campo no sigue un camino recto.

¿En una onda electromagnética, hay líneas del campo magnético que no se cierran?

[arivasm]

Re: Ondas electromagnéticas y líneas de campo

Sí (la ecuación de Maxwell para la divergencia de B no permite otra cosa). En una onda electromagnética plana las líneas cierran en el infinito. Pasa lo mismo con la línea coincidente con el eje de un solenoide finito o con todas las líneas en el caso de un solenoide infinito.

[enrix1]

Re: Ondas electromagnéticas y líneas de campo

Si admitimos el infinito como punto válido, entonces en la onda electromagnética, las líneas del campo eléctrico también serían cerradas. Lo cierto es que ahora tengo más dudas que antes, ya no veo la diferencia entre los dos campos.

[arivasm]

Re: Ondas electromagnéticas y líneas de campo

Piensa que en el vacío no hay cargas (ni corrientes). Por tanto, las líneas de campo eléctrico no tienen manantiales ni sumideros: son cerradas. Ten en cuenta que las ecuaciones de Maxwell relativas al campo eléctrico son, en este caso, $\nabla\cdot\vec E=0$ y $\nabla\times\vec E=-\frac{\partial\vec B}{\partial t}$, de las que se sigue inmediatamente el carácter irrotacional del campo. En resumen, no puedes pensar en este caso del mismo modo que haces al manejar los campos electrostáticos.

[enrix1]

Re: Ondas electromagnéticas y líneas de campo

En realidad, no habíamos especificado que fuese el vació, por lo que vuelvo a plantear la pregunta concretado $\nabla\cdot\vec E=\frac{\rho}{{\varepsilon}_{0 } }$.
Imagino que la clave debe de estar en lo que apuntan arivasm, sobre la diferencia con los campos electrostáticos.

[carroza]

Re: Ondas electromagnéticas y líneas de campo

- Las ondas electromagnéticas, como la luz, están constituidas por ondas planas perpendiculares entre sí; una correspondería al campo eléctrico y otra al campo magnético. Estas ondas se propagan en línea recta.
- Las líneas del campo magnético son cerradas, lo que me indica que el campo no sigue un camino recto.

¿En una onda electromagnética, hay líneas del campo magnético que no se cierran?

Hola. Es importante que se diferencien dos conceptos: Uno es la divergencia del campo eléctrico (igual a la densidad de carga) o la divergencia del campo magnético (cero). Esto es una propiedad de cada punto del espacio.


Otro es el comportamiento de las lineas de campo, que son simplemente una descripcion cualitativa, visual, del comportamiento del campo a distancias grandes.

Si la divergencia de un campo es cero en todos los puntos de una zona del espacio, entonces el campo no tiene fuentes ni sumideros en esa zona del espacio. Pero eso no quiere decir que las lineas de campo tengan que ser cerradas en esa zona del espacio. Solamente si la divergencia es cero en una zona del espacio, y el campo se anula fuera de esa zona del espacio, tendremos que las lineas de campo deben cerrarse.

Un ejemplo valido es la onda plana que describes. En ella, tanto el campo eléctrico como el campo magnético son UNIFORMES, es decir, que toman el mismo valor en todos los puntos del espacio, para un instante dado (no confundir con un campo CONSTANTE, que es el que no varía con el tiempo pero si puede variar espacialmente).

Obviamente, si calculas la divergencia de un campo UNIFORME, te sale cero. Por eso, en una onda electromagnetica plana no hay ni fuentes ni sumideros.

Sin embargo, si describes un campo uniforme (eléctrico o magnético) con lineas de campo, te salen unas lineas rectas de extensión infinita. Estas lineas no se cierran, aunque las divergencias de los campos sean cero.

Saludos