Ondas electromagneticas

ISEP

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DO PORTO

Elementos de Radiação e Propagação de Ondas Electromagnéticas
Armando Vieira www.defi.isep.ipp.pt/~asv [e-mail] 16 de Janeiro de 2007

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1. Ondas Electromagnéticas
A radiação electromagnética está presente em quase todas as vertentes da tecnologia actual. A radiação electromagnética é usada para transporte de energia e informação. As aplicações vão desde as telecomunicações à análise de materiais, a energia nuclear e a medicina. Iremos aqui abordar o que são, como se produzem e como se propagam as ondas electromagnéticas 1.1 O Espectro Electromagnético Vamos falar de algumas propriedades mais importantes da radiação, que são mais notórias para a luz visível: a zona do espectro entre o ultravioleta próximo e o infravermelho próximo. Um facto notável descoberto no século XIX, foi o de que a luz visível consiste na propagação de ondas electromagnéticas, correspondendo cada cor do espectro a uma determinada frequência. Acabou por verificar-se que todas as radiações são a manifestação de um mesmo fenómeno físico: a propagação de um campo eléctrico e um campo magnético associado. Consoante a frequência da onda, assim obtemos um determinado tipo de radiação. A figura seguinte, apresenta o espectro electromagnético desde as ondas rádio até as radiações gama, a que correspondem comprimentos de onda dos 100 km aos 10-13 m.

1.2 A equação das ondas electromagnéticas Podemos verificar que as equações de Maxwell admitem como solução uma onda constituída por um campo eléctrico e magnético a oscilar em direcções perpendiculares. Para isso consideremos um campo eléctrico E na direcção do eixo dos yy e um campo magnético B na direcção do eixo dos zz que se propaga no vácuo. A lei de Faraday neste caso será:

∂E ∂B =− , ∂x ∂t
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e a lei de Ampére:

−

∂B ∂E = ε 0 µ0 , ∂x ∂t

em que ε0 é a permissividade eléctrica no vácuo e µ0 a sua permeabilidade magnética. Estas duas