¿Cómo funcionan exactamente las ondas electromagnéticas?

Clásicamente, una onda electromagnética es una fuerza de largo alcance que cambia de manera predecible en el tiempo y el espacio (por ejemplo, la dirección de la fuerza cambia sinusoidalmente, arriba, abajo, izquierda, derecha o círculo, una y otra vez). Este es el resultado de dos cosas: la velocidad limitada de las fuerzas de largo alcance (la velocidad de la luz) combinada con los rápidos cambios en la fuerza eléctrica observada a larga distancia.

Para tener una idea de esto, comience con un experimento mental. Imagine dos objetos en el medio del espacio, ambos con algo como masa (para fuerza gravitacional) o carga eléctrica (para fuerza eléctrica y magnética). Imagine que podemos “encender” y “apagar” uno de los objetos para que aparezca y desaparezca instantáneamente. Cuando el objeto aparece instantáneamente, ¿produce una fuerza (eléctrica, gravitacional, lo que sea) sobre el otro objeto instantáneamente, o hay un retraso?

Más concretamente, si tengo dos cargas eléctricas negativas, deberían repelerse entre sí. Si uno aparece de repente, a cierta distancia del otro, ¿habrá algún momento en el que no se repelen?

La respuesta es sí, las fuerzas de largo alcance como la fuerza eléctrica o la fuerza gravitacional o la fuerza magnética solo pueden propagarse a través del espacio a una velocidad limitada, la velocidad de la luz. Por lo tanto, se puede decir que cada fuerza eléctrica “viaja” a través del espacio, por el hecho de que la fuerza aún no ha “alcanzado” los objetos distantes.

Sin embargo, esta no es una onda eléctrica, ni es una onda electromagnética. Es solo la naturaleza de la fuerza eléctrica.

La fuerza magnética, por otro lado, se ve como el resultado del movimiento relativo de las cargas eléctricas. La dirección de la fuerza magnética no es la misma que la dirección de las líneas de campo magnético que ves en los libros de texto de física. La fuerza puede cambiar de dirección y solo afecta las cargas eléctricas en movimiento.

Como se sabe históricamente, antes de 1865 había dos fenómenos físicos, el campo eléctrico debido a la oscilación de carga y el campo de campo magnético debido a la existencia del imán natural o debido a la carga en movimiento. De origen cada campo está representado por una fuerza, bien conocida, Pero en 1865, Maxwell unificó estos campos en un campo natural a través de ecuciones muy famosas, donde parecía que la luz era de hecho ondas electromagnéticas, por lo que este campo unificado es el campo electromagnético. Estas ondas transportan energía representada por,
W = ∈_0 / 2 E ^ 2 + B ^ 2 / (2μ_0), ya que B = E / c para la onda E&M, donde c = 1 / [= ∈0μ0] ^ 1/2
Entonces W = [∈0E ^ 2], esto muestra que la mitad de la energía es transportada por cada uno de E & M. donde E es la intensidad del campo eléctrico y B es la del campo magnético. Además, la velocidad de las ondas es la de la luz, tiene espectros de ondas entre la frecuencia muy alta (como los rayos gamma y X y la frecuencia muy baja, como las ondas de radio).

Una carga eléctrica acelerada produce un campo electromagnético. En otras palabras, el campo eléctrico variable crea un campo magnético variable (cuarta ecuación de Maxwell) y este campo magnético variable a su vez crea un campo eléctrico variable (tercera ecuación de Maxwell). Este campo eléctrico y campo magnético en realidad se crean entre sí mientras se mueve la onda electromagnética. ¡Y también después de resolver la ecuación de Maxwell, podría ver que este campo magnético y este campo eléctrico siempre son perpendiculares entre sí!

Se produce un campo eléctrico variable en el tiempo, ya sea por una antena o por cualquier otra fuente. El campo eléctrico variable en el tiempo produce campos magnéticos variables en el tiempo. Por el contrario, los campos magnéticos también producen campos eléctricos y el proceso continúa. Los campos electromagnéticos que varían en el tiempo se regeneran entre sí y producen una onda EM. Para más detalles, busque el Vector de apuntamiento de una onda EM.

Actualmente, las ondas electromagnéticas se entienden mejor como un fenómeno emergente que resulta de las interacciones de muchas partículas llamadas “fotones”.

Sin embargo, no sé qué quieres decir con “¿cómo funcionan las ondas EM?”

¿Podría ser esto: “cómo explica la teoría clásica del campo EM las ondas EM?”

En la teoría de las olas, los campos eléctricos cambiantes pueden dar lugar a un campo magnético y un campo magnético cambiante puede dar lugar a un campo eléctrico. Estos son fenómenos que se pueden demostrar.

Surge la pregunta, por lo tanto, si es posible obtener un campo eléctrico cambiante que cambie es la forma correcta de producir un campo magnético cambiante que, a su vez, cambiará de la manera correcta para hacer el campo eléctrico original.

Si pudieras hacer eso, tienes un campo electromagnético que es autosuficiente y se encuentra en un solo lugar.

Resulta que no puedes hacer eso … pero puedes hacer que los dos campos cambien de la manera correcta en que cada uno hace el otro pero ligeramente avanzado en el espacio … para que obtengas un campo autosuficiente que se mueva. Esta es una onda EM itinerante.

Para hacer una onda EM estacionaria, también necesita reflectores.

Las ondas electromagnéticas son una forma anticuada e incompleta de entender el fotón. Mira cómo funciona el fotón. Muchas respuestas sobre Quora sobre esto. ¡Advertencia, son pequeñas bestias extrañas! y nadie sabe cómo funcionan, solo lo que pueden y no pueden hacer.

Prepárese para un viaje a Quantum Electro Dynamics. Estas conferencias de Richard Feynman The Vega Science Trust siguen siendo algunas de las más fáciles de entender sobre el tema jamás hechas.

La respuesta a sus preguntas requiere que comprenda cómo se generan las ondas EM. Imagine un electrón que no se está moviendo y estacionario. Según la ley de Coulomb, este electrón produce un campo. El campo será estático y no cambiará mientras el electrón no se mueva.
Imagina ahora que comienzas a hacer vibrar el electrón de forma sinusoidal. ¿Qué va a pasar con el campo? El campo cambiará de una manera que se ajuste al movimiento que está haciendo al electrón. Básicamente, este cambio en el campo es una onda EM, que viaja a la velocidad de la luz.
Entonces sí, los movimientos de cambio del campo EM

solo considere el concepto de conductividad eléctrica y conductividad térmica, ambos se deben a los electrones, pero luego se debe a la transferencia de energía promedio debido a las vibraciones de la red, solo en las redes de flujos de corriente, pero a frecuencias más altas, los campos comienzan a propagarse gobernados por ecuaciones maxwell donde el campo magnético variable del espacio da tiempo campo eléctrico variable y viceversa gobernado por helmholtz y maxwell eqns

Los campos E y M se enredan entre sí transfiriendo su energía mientras se propagan, si una atenna sintonizada está en el camino de las ondas, los campos inducen una fem pequeña, las frecuencias no sintonizadas encuentran la impedancia de antena muy baja y no resonante.