Más acerca de Visualizar Ondas Electromagnéticas
Antes de continuar, Alex, hay algunos hechos importantes que necesitamos
discutir acerca de la forma de la línea de fuerza eléctrica y por qué la onda es
llamada un onda electromagnética.
Quiere decir que la onda que acabamos de ver cuando la carga en el resorte
estaba vibrando, no es toda la historia?
Cerca de la carga vibratoria esa es una buena imagen, pero más lejos de
la carga la forma de la onda en la línea de fuerza eléctrica cambia considerablemente,
así:
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Pero eso parece una locura! Por qué la onda se hace mayor
al alejarse de la carga vibrante?
No se hace mayor! Recuerde, una línea de fuerza eléctrica no le dice
nada acerca de lo intensa que sería la fuerza sobre una carga de prueba colocada en
algún lugar sobre la línea. La línea de fuerza solamente le dice la dirección
de la fuerza sobre la carga. Piense en una línea recta de fuerza entre dos cargas.
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Entonces yo no puedo decir qué tan grande es la fuerza mirando la línea
de fuerza; cómo puedo saber cuál es la dirección de la fuerza en una carga de prueba?
La dirección de la fuerza sobre una carga positiva de prueba puesta en
algún punto sobre la línea de fuerza es tangente a la línea de fuerza en ese
punto.
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Entonces cómo puedo saber qué tan grande es la fuerza?
Bien, piense en el experimento de las órbitas. Cuando el botón de la fuerza está activado usted puede ver que tan
grande es la fuerza a medida que pone el electrón en diferentes lugares cerca del
protón. Usamos algunas de las leyes básicas del electromagnetismo para calcular la
intensidad y dirección de la fuerza sobre un electrón de prueba. Las flechas son
utilizadas para indicar la dirección y la intensidad de la fuerza. Una flecha larga
significa una fuerza grande, mientras que una flecha corta significa una fuerza débil.
Entonces qué pasa con la línea de fuerza vibrante partir de una
carga oscilante? Cómo se ven las flechas de fuerza en esa onda?
Puedo mostrarle algunas de ellas. Dibujemos una línea recta desde
la carga oscilante en la dirección en que se mueve la onda. Esta línea es llamada un rayo.
Las fuerzas sobre una carga positiva de prueba puesta sobre el rayo se verían
así:
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Entonces la fuerza que la onda ejercería sobre una carga de prueba
realmente disminuye cuando nos alejamos de la carga oscilante?
Es correcto, Alex y suficientemente lejos podemos usar las flechas sobre
el rayo para visualizar la onda y olvidarnos de las líneas de fuerza, como en la inagen
de abajo. Las flechas muestran la intensidad y la dirección de la fuerza que
sentiría una carga de prueba si fuera puesta en diferentes puntos a lo largo del rayo en
un determinado momento. Note que las fuerzas son todas perpendiculares al rayo!
Yo he visto esa imagen de una onda electromagnética antes, pero con una
línea curva dibujada a través de las puntas de las flechas, así:
Esa línea curva no es una línea de fuerza?
No, no es una línea de fuerza en absoluto. Es simplemente una curva a
través de las puntas de las flechas--una forma diferente de visualizar la onda. Algunas
veces incluso las flechas se dejan de lado totalmente.
Porque esa es una buena forma de visualizar una onda electromagnética?
Porque entonces la imagen se asemeja mucho más a una onda
como la que se forma en una cuerda cuando un extremo está fijo y el otro se sacude.
Por ejemplo, una onda
electromagnética como esta
ejerce fuerzas más débiles que una
onda como esta
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aunque las dos tengan la misma
longitud de onda. La segunda onda es mas intensa, o en el caso de ondas de luz, más
"brillante".
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