¿Cómo viaja exactamente la radiación electromagnética y cómo se interpreta?

¡Las ecuaciones de Maxwell!

En primer lugar, ¿cuáles son estas ecuaciones? Son un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales publicadas por James Clerk Maxwell que describen cómo los campos eléctricos y magnéticos son generados, propagados y alterados entre sí y por cargas y corrientes. ¡Estas ecuaciones no son independientes !, lo que significa que una ecuación puede derivarse de la otra y viceversa. Estas ecuaciones se aplican a campos que varían en el tiempo.

Ahora, ¿cómo viaja exactamente EM? Primero debe comprender que el campo electromagnético = campo eléctrico + campo magnético, y que los campos magnéticos producen campos eléctricos y viceversa (ley de inducción electromagnética). Dos de estas ecuaciones describen cómo los campos “circulan” alrededor de sus respectivas fuentes; el campo magnético “circula” alrededor de las corrientes eléctricas y los campos eléctricos variables en el tiempo, mientras que el campo eléctrico “circula” alrededor de los campos magnéticos variables en el tiempo (en la Ley de Faraday). La ley de la Fuerza de Lorentz describe cómo los campos eléctrico y magnético actúan juntos sobre partículas y corrientes cargadas.

¿Cómo se interpreta esto? Debido a que estos campos (eléctricos y magnéticos) circulan entre sí, podemos decir con razón que estos campos son inseparables y siempre existen juntos.

SOLO PARA AGREGAR; Las ecuaciones de Maxwell han tenido un impacto importante en la historia de la humanidad, además del avance de la ciencia y la tecnología. Como el fundador de la relatividad, Albert Einstein (1879-1955), señaló en su libro “La evolución de la física” que: “El campo aquí y ahora depende del campo en el vecindario inmediato en un momento justo pasado. Las ecuaciones nos permiten predecir lo que sucederá un poco más en el espacio y un poco más tarde en el tiempo, si sabemos lo que sucede aquí y ahora “.

Cualquier radiación electromagnética se propaga como campos eléctricos y magnéticos que varían en el tiempo mutuamente ortogonales. Los campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo son mutuamente complementarios y se generan mutuamente, es decir, un campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo magnético variable en el tiempo en una dirección ortogonal y viceversa. La propagación de la energía está en una dirección perpendicular al plano que contiene los campos E y B.

Las ondas EM no son electrones, o para el caso, cualquier “materia”. Las materias tienen “masa de reposo” distinta de cero. Aunque los fotones (el cuanto de cualquier onda EM, la unidad más pequeña de la energía de una onda EM) tienen un “momento” finito, pero tienen una masa de reposo cero. Sin embargo, a pesar de eso, los fotones de longitudes de onda suficientemente pequeñas pueden exhibir significativamente comportamientos de una materia (concepto de Broglie de dualidad de materia-onda).

Cualquier fotón EM se trata básicamente como un paquete cuantificado de energía proporcional a su frecuencia. La detección o percepción de la onda solo es posible cuando interactúa con un objeto. Esto es cierto para todas las partículas y ondas: cualquier cosa se detecta o detecta solo cuando interactúa con el sensor.

Tomemos por ejemplo los ojos. Los ojos pueden sentir un fotón cuando interactúa con los átomos en la barra o las células cónicas. Existen múltiples medios a través de los cuales cualquier onda EM puede interactuar con la materia (consulte mi respuesta a esta pregunta: ¿Cuáles son los efectos conocidos de las altas dosis de radiación en los materiales?). Un fotón pierde su energía en las formas mencionadas en la respuesta.

Espero que la respuesta sea relevante.

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