¿Qué son las ondas electromagnéticas?

Lokos por la Física

19 Sept 202205:02

Summary

TLDREl script explora la noción de onda, una de las contribuciones más fascinantes de la física del siglo XIX. Expone que una onda es la propagación de una perturbación, como densidad, presión o campos EM, a través de un medio o el vacío, transportando energía sin mover la materia. Ejemplos como los sismos ilustran cómo la vibración se transmite sin mover la materia. En 1873, James Clerk Maxwell publicó su teoría electromagnética, que unificaba electricidad y magnetismo, y predijo ondas EM que propagaban energía como la luz. Heinrich Hertz confirmó estas ondas en 1885, demostrando que la luz es una onda EM y que pueden propagarse en vacío. La teoría de Maxwell fue fundamental para el desarrollo de comunicaciones inalámbricas y tecnologías modernas.

Takeaways

🌊 La noción de onda es una de las contribuciones más interesantes de la física del siglo XIX, representando la propagación de una perturbación en una propiedad física como densidad, presión o campos electromagnéticos.
📳 Las ondas implican el transporte de energía sin el transporte de la materia, donde la materia vibra transmitiendo la perturbación a la materia cercana.
🌏 Un ejemplo de onda es un sismo, que se transmite a velocidades de entre 20.000 y 30.000 km/h, y su vibración puede ser detectada a grandes distancias sin que la materia se desplace.
🔬 En 1873, James Clerk Maxwell publicó su tratado sobre Electricidad y Magnetismo, introduciendo la teoría del campo electromagnético que unifica fenómenos eléctricos y magnéticos.
🌀 Maxwell demostró que una corriente eléctrica cambiante provoca una perturbación electromagnética que se propaga en forma de ondas, implicando que un campo eléctrico induce un campo magnético y viceversa.
📏 Maxwell calculó que las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a una velocidad muy cercana a la de la luz, lo que sugiere una relación entre ambas.
💡 La velocidad de la luz, establecida en 1849 por el físico y astrónomo francés Hippolyte Fizeau, se confirmó como cercana a la velocidad calculada para las ondas electromagnéticas por Maxwell.
👀 La luz se reconoció como una onda electromagnética, lo que permitió unificar la óptica con el electromagnetismo, aunque en ese momento resultó difícil de comprender.
🚀 En 1885, Heinrich Hertz confirmó las teorías de Maxwell al generar ondas electromagnéticas en su laboratorio que se propagaban a la velocidad de la luz, incluso en el vacío.
📡 A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, se exploraron las posibilidades de usar ondas electromagnéticas para transmitir energía y mensajes a largas distancias, lo que llevó a nuevas aplicaciones tecnológicas.
🔋 El movimiento oscilatorio de una partícula cargada eléctricamente crea una perturbación que se propaga como una onda electromagnética, con campos eléctrico y magnético que se avanzan juntos y forman ángulos rectos entre sí.

Q & A

¿Qué es una onda y cómo se relaciona con la física del siglo XIX?
-Una onda es la propagación de una perturbación de una propiedad como la densidad, la presión o los campos eléctrico y magnético a través de un medio como agua, aire, metal o incluso el vacío, involucrando el transporte de energía sin que se transporte la materia. Es una de las aportaciones más interesantes de la física del siglo XIX.
¿Cómo se transmiten las ondas y qué ejemplo se menciona en el guion para ilustrar esto?
-Las ondas se transmiten a través de la vibración de la materia que las genera, propagando la perturbación a la materia más cercana. Un ejemplo dado en el guion es un sismo o terremoto, donde las ondas se transmiten a velocidades de entre 20.000 y 30.000 kilómetros por hora.
¿Qué descubrió James Clerk Maxwell en 1867 y cuál fue su importancia en la física?
-James Clerk Maxwell publicó su tratado sobre Electricidad y Magnetismo, donde mostró las inseparables relaciones entre la electricidad y el magnetismo, y predijo la existencia de un campo electromagnético. Esto tuvo implicaciones de suma importancia ya que permitió entender cómo una corriente eléctrica variando podía generar ondas electromagnéticas.
¿Qué relación encontró Maxwell entre las ondas electromagnéticas y la luz?
-Maxwell descubrió que la velocidad con que se propagan las ondas electromagnéticas en el vacío era muy cercana a la velocidad de la luz, lo que llevó a la conclusión de que la luz es en realidad una onda electromagnética.
¿Qué teoría de Maxwell permitió calcular la velocidad de las ondas electromagnéticas y cuál fue el resultado?
-Maxwell desarrolló una teoría que permitió calcular la velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío, y el resultado fue de 315.300 kilómetros por segundo, muy cercano al valor conocido para la velocidad de la luz.
¿Quién confirmó experimentalmente la teoría de Maxwell sobre las ondas electromagnéticas y en qué año?
-Heinrich Hertz confirmó experimentalmente la teoría de Maxwell en 1885, obteniendo ondas electromagnéticas en su laboratorio con las propiedades previstas por Maxwell.
¿En qué se basan las ondas electromagnéticas para propagarse y cómo es diferente a las ondas mecánicas?
-Las ondas electromagnéticas se propagan sin necesidad de un medio material, lo que difiere de las ondas mecánicas como el sonido o las ondas sísmicas, que necesitan un medio elástico como sólido, líquido o gaseoso para propagarse.
¿Qué posibilidades de aplicación se intuyeron para las ondas electromagnéticas a finales del siglo XIX?
-Se intuyeron inmensas posibilidades de aplicación para las ondas electromagnéticas en muchos campos, especialmente en la transmisión de energía y el envío de mensajes a largas distancias, lo que llevó a su uso en comunicaciones sin hilos y otros avances tecnológicos.
¿Cómo se describe el movimiento oscilatorio de una partícula cargada eléctricamente en el guion?
-El guion describe cómo el movimiento oscilatorio de una partícula cargada eléctricamente crea una perturbación a su alrededor, lo que se conoce como una onda electromagnética.
¿Cuál es la relación entre las ondas eléctricas y magnéticas en una onda electromagnética?
-Las ondas eléctricas y magnéticas en una onda electromagnética se encuentran perpendiculares entre sí y avanzan juntas, transportando la energía suministrada desde una fuente de radiación.

Outlines

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🌊 La Teoría de las Ondas y su Aplicación

El primer párrafo introduce la noción de onda como una de las aportaciones más significativas de la física del siglo XIX. Se describe cómo una onda es la propagación de una perturbación en una propiedad, como la densidad, la presión o los campos eléctricos y magnéticos, a través de un medio como agua, aire, metal o incluso el vacío. Se enfatiza que la energía se transmite sin el transporte de materia, y se menciona el sismo como un ejemplo de onda que viaja a gran velocidad sin que la materia se desplace. Además, se introduce a James Clerk Maxwell y su teoría electromagnética, que relaciona la electricidad y el magnetismo y predice la existencia de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz.

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Keywords

💡Onda

Una onda es la propagación de una perturbación en una propiedad física como la densidad, la presión o los campos eléctrico y magnético. En el video, se relaciona con el transporte de energía sin la desplazamiento de la materia, ejemplificado con ondas sísmicas y la luz como ondas electromagnéticas.

💡Perturbación

Una perturbación es un cambio localizado en un sistema que provoca una respuesta en el mismo o en otro sistema. En el contexto del video, se refiere a la causa de la propagación de una onda, ya sea mecánica o electromagnética.

💡Energía

Es la capacidad de realizar trabajo o causar cambios en un sistema. En el video, se destaca que las ondas transportan energía, aunque no lo hacen con la materia, como en el caso de las ondas sísmicas o las ondas electromagnéticas.

💡Materia

La materia es la sustancia que compone los objetos físicos y que vibra o se desplaza en respuesta a una onda mecánica. En el video, se menciona que en ondas no se transporta la materia, sino que se transmite la perturbación a la materia cercana.

💡Sismo

Un sismo es un fenómeno geológico que produce ondas sísmicas. En el video, se utiliza como ejemplo de onda para ilustrar cómo una perturbación puede viajar a grandes distancias sin transportar materia.

💡Campo electromagnético

El campo electromagnético es la unificación teórica de los campos eléctrico y magnético, descritos por Maxwell. En el video, se relaciona con la propagación de ondas electromagnéticas, que incluyen la luz y el calor.

💡Maxwell

James Clerk Maxwell es un físico escocés conocido por sus trabajos en electromagnetismo. En el video, se menciona su teoría que unificó la electricidad y el magnetismo en un solo campo electromagnético, lo que predijo la existencia de ondas electromagnéticas.

💡Onda electromagnética

Una onda electromagnética es una perturbación que viaja a través del espacio transportando energía en forma de campos eléctrico y magnético. En el video, se describe cómo se propagan y cómo la luz es una de estas ondas.

💡Luz

La luz es un tipo específico de onda electromagnética que es visible para el ojo humano. En el video, se establece que la luz es una onda electromagnética que se propaga a una velocidad muy cercana a la medida experimental de la velocidad de la luz.

💡Hertz

Heinrich Hertz fue un físico alemán que experimentalmente confirmó la existencia de ondas electromagnéticas. En el video, se menciona su contribución al generar ondas electromagnéticas en su laboratorio, lo que validó las teorías de Maxwell.

💡Transmisión de energía

La transmisión de energía se refiere al envío de energía de un punto a otro, como en la propagación de ondas. En el video, se sugiere el potencial de las ondas electromagnéticas para transmitir energía y mensajes a largas distancias.

Highlights

La noción de onda es una de las aportaciones más interesantes de la física del siglo 19.

Una onda es la propagación de una perturbación de una propiedad como densidad, presión o campos EM, a través de un medio o el vacío.

La propagación de la onda implica el transporte de energía sin el transporte de la materia.

Ejemplo de onda: un sismo, con ondas que viajan a velocidades de 20.000 a 30.000 km/h.

Las vibraciones de un terremoto no transportan material desde su epicentro.

James Clerk Maxwell publicó su tratado sobre Electricidad y Magnetismo en 1873.

Maxwell mostró la relación inseparable entre electricidad y magnetismo, formando un solo campo electromagnético.

Una corriente eléctrica variando causa una perturbación electromagnética que se propaga en forma de ondas.

Maxwell calculó la velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío, cercana a la velocidad de la luz.

La velocidad de la luz es de 299,792 km/s, lo que sugiere que la luz es una onda electromagnética.

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse, a diferencia de las ondas mecánicas.

Heinrich Hertz confirmó las teorías de Maxwell en 1885, obteniendo ondas electromagnéticas en su laboratorio.

Hertz demostró que las ondas electromagnéticas podían viajar a la velocidad de la luz, incluso en el vacío.

Las ondas electromagnéticas tienen inmensas posibilidades de aplicación en la transmisión de energía y mensajes.

El movimiento oscilatorio de una partícula cargada eléctricamente crea una perturbación, es decir, una onda electromagnética.

Las ondas eléctricas y magnéticas constituyen una onda electromagnética, avanzando juntas y transportando energía.