Ecuaciones de Maxwell
Se formularán las ecuaciones de Maxwell en forma integral, interpretando físicamente cada una de ellas. Se debe resaltar el significado de la ley de Gauss para el campo magnético y la simetría de la tercera y cuarta ley de Maxwell, sin entrar en detalles acerca de la corriente de desplazamiento.
Los estudiantes deben de apreciar en las ecuaciones de Maxwell, uno de los éxitos más brillantes de la historia de la Física, en cuanto síntesis de una gran variedad de fenómenos físicos y su capacidad para predecir la existencia de las ondas electromagnéticas y la explicación de la naturaleza de la luz, convirtiendo la Óptica en una parte del electromagnetismo.
A este nivel no es conveniente deducir la ecuación de las ondas electromagnéticas a partir de la expresión diferencial de las ecuaciones de Maxwell, ya que los estudiantes carecen de conocimientos matemáticos suficientes para comprender los pasos de la derivación. Se mencionarán las características más importantes: la velocidad de propagación en el vacío y en un medio material, las relaciones entre el campo eléctrico y el campo magnético, la intensidad de una onda electromagnética.
Se resaltará la génesis y el desarrollo de las telecomunicaciones de tanta importancia hoy en día, como una de las contribuciones más importantes de la Física al desarrollo tecnológico.
Se describirán las distintas regiones del espectro electromagnético, la diferencia entre las distintas regiones en términos de la forma en la que se producen las ondas y los efectos de las mismas sobre la materia. Se destacará la importancia de las ondas electromagnéticas en el desarrollo tecnológico, y los efectos beneficiosos/perjudiciales para el organismo humano y los seres vivientes, en general.
Objetivos
- Reconocer en las ecuaciones de Maxwell el éxito de una teoría Física, la síntesis de todos los fenómenos electromágnéticos y la predicción de otros nuevos.
- Conocer las características esenciales de las ondas electromagnéticas, y distinguir las distintas regiones del espectro electromágnético.
Contenidos.
- Ecuaciones de Maxwell.
- Ondas electromagnéticas.
- El espectro electromagnético.
Documentación
Actividades
Las actividades versarán sobre la búsqueda de información acerca de las regiones del espectro electromagnético y la realización de un pequeño trabajo de unas dos caras de extensión.
- Las ondas de radio, las microondas y las comunicaciones
- Infrarrojo, utilidad en astronomía, visión nocturna
- Espectro visible y la visión humana
- Ultravioleta y la capa de ozono
- Rayos X, su descubrimiento, aplicaciones en medicina
- Rayos γ, la energía nuclear de fisión, aplicaciones
En general, para cada región se pedirá:
- Cómo se producen las ondas
- Para qué se emplean
- Intervalo de frecuencias, longitudes de onda y energía en eV
- Subregiones más importantes
Lecturas adicionales
Berteaud A., del Motte M. Las microondas: de la cocina a la industria. Mundo Científico, V-13, nº 135, Mayo 1993
García Doncel. Hienrich Hertz. Investigación y Ciencia, nº 208, Enero 1994, pp. 72-79.
Guiner A. Los extraños rayos del profesor Röntgen. Mundo Científico, nº 164, Enero 1996, pp. 82-86.