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Ondas electromagnéticas

1865
  • James Clerk Maxwell (prediction)
  • Heinrich Hertz (demonstration)
Experimento de laboratorio de demostración de ondas electromagnéticas con osciloscopio y ecuaciones.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Las ondas electromagnéticas son perturbaciones del campo electromagnético que se propagan por el espacio, transportando energía. Se crean por la aceleración de cargas eléctricas y consisten en oscilaciones sincronizadas y perpendiculares de campos eléctricos y magnéticos. En el vacío, viajan a la velocidad de la luz, [latex]c[/latex]. El espectro electromagnético abarca ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioletarayos X y rayos gamma.

La existencia de ondas electromagnéticas fue una consecuencia teórica directa de las ecuaciones de Maxwell. Manipulando las ecuaciones para una región del espacio sin cargas ni corrientes, se puede obtener la ecuación de onda para los campos eléctrico y magnético. Para el campo eléctrico, esta ecuación es [latex]\nabla^2 \mathbf{E} = \mu_0 \varepsilon_0 \frac{partial^2 \mathbf{E}{partial t^2}[/latex]. Esta es la forma matemática estándar de una ecuación de onda, donde la velocidad de propagación viene dada por [latex]v = 1/\sqrt{\mu_0 \varepsilon_0}[/latex]. Utilizando los valores determinados experimentalmente para la permeabilidad del vacío ([latex]\mu_0[/latex]) y la permitividad ([latex]\varepsilon_0[/latex]), se calculó que esta velocidad era la velocidad conocida de la luz, [latex]c[/latex].

This theoretical unification was a monumental achievement, proving that light is an electromagnetic phenomenon. These waves are transverse, meaning the electric and magnetic field oscillations are perpendicular to each other and also perpendicular to the direction of energy propagation. The experimental confirmation came in the 1880s when Heinrich Hertz generated and detected radio waves in his laboratory, verifying Maxwell’s prediction and paving the way for radio communication and all subsequent wireless tecnologías.

UNESCO Nomenclature: 2205
- Electricidad y magnetismo

Tipo

Fenómeno físico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Ecuaciones de Maxwell
  • Teoría ondulatoria de la luz (Huygens, Young, Fresnel)
  • Experimentos sobre electricidad y magnetismo de Faraday y Ampère
  • Medición precisa de la velocidad de la luz por Fizeau y Foucault

Aplicaciones

  • todas las formas de comunicación inalámbrica
  • imágenes médicas (x-rays)
  • calefacción (microondas)
  • teledetección y astronomía
  • visión y óptica
  • espectroscopia
  • Radar

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • velas solares para propulsión de naves espaciales
  • Li-Fi (fidelidad de luz) para transmisión inalámbrica de datos de alta velocidad
  • Radiación no ionizante para el control de plagas en la agricultura
  • Sensores inalámbricos de monitorización de la salud alimentados por ondas electromagnéticas ambientales
  • em-based interfaces cerebro-ordenador
  • armas de energía dirigida
  • Generación de agua atmosférica mediante resonancia de microondas
  • sistemas de detección de precursores sísmicos basados ​​en ondas electromagnéticas
  • Tecnologías de camuflaje que utilizan metamateriales para doblar las ondas electromagnéticas
  • Esterilización y conservación de alimentos basada en em
Relacionado con: onda electromagnética, radiación electromagnética, velocidad de la luz, ecuaciones de Maxwell, Hertz, espectro, luz, ondas de radio, onda transversal, fotón.

Contexto histórico

Ondas electromagnéticas

1859
1860
1861
1865
1869
1871
1876
1854
1859
1861
1865
1868
1870
1873
1877

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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