CAMPO ELECTROMAGNÉTICO.
PROPAGACIÓN Y RADIACIÓN

 

 
 

 

 

 

 

 

Campo electromagnético
(Depósito legal GR.460/84)

por R. Gómez Martín

Universidad de Granada, 1984 (Granada)

 

Índice

I. Tensor electrostático y magnetostático de Maxwell
1. Tensor electrostático de Maxwell
2. Fuerza volúmica en un fluido o sólido deformable
3. Tensor magnético de Maxwell. Fuerza volúmica

II. Conservación de la energía y momento en el campo electromagnético
1. Introducción
2.Conservación de la energía en un campo electromagnético. Vector de
   Poynting
3. Vector complejo de Poynting
4. Tensor electromagnético de Maxwell: ley de conservación del momento en
    elcampo electromagnético

III. Conexión entre teoría de campos y teoría de circuitos
1. Introducción
2. Deducción de las leyes de Kirchhoff a partir de las ecuaciones de Maxwell

IV. Líneas de transmisión (I)
1. Introducción
2. Ecuaciones generales de las líneas de transmisión
3. Línea ideal sin pérdidas
4. Potencia y energía en líneas sin pérdidas
5. Líneas de transmisión con pérdidas pequeñas

V. Líneas de transmisión (II). Diagrama de Smith y adaptación de
     impedancias
1. Reflexiones en líneas de transmisión
2. Diagrama de Smith
3. Aplicaciones de la carta de Smith
4. Adaptación de impedancias mediante secciones de línea
5. Teoría aproximada de pequeñas reflexiones
6. Adaptador múltiple cuarto de onda

VI. Ondas electromagnéticas planas en medios homogéneos, lineales e
       isótropos no conductores
1. Ecuación de ondas
2. Ondas planas en medios no conductores
3. Energía en el campo electromagnético. Flujo de energía , vector de Poynting
4. Polarización de ondas planas

VII. Propagación de ondas electromagnéticas en medios conductores
1. Introducción
2. Propagación de ondas electromagnéticas en medios conductores.
    Profundidad de penetración
3. Propagación en dieléctricos imperfectos
4. Constante dieléctrica generalizada
5. Concepto de resistencia superficial
6. Velocidad de grupo

VIII. Presión de radiación. Incidencia normal de una onda plana sobre la
         superficie de separación de dos medios
1. Introducción
2. Presión de radiación
3. Reflexión normal de una onda plana sobre un conductor perfecto. Ondas
    estacionarias
4. Incidencia normal sobre un dieléctrico. Relación de onda estacionaria

IX. Incidencia oblicua de ondas electromagnéticas planas
1. Introducción
2. Reflexión y refracción en la superficie de separación de dos dieléctricos
3. Onda incidente con el vector E contenido en el plano de incidencia
4. Onda incidente con el vector E perpendicular al plano de incidencia
5. Interpretación de las fórmulas de Fresnell
6. Factores de transmisión y de reflexión
7. Reflexión total interna

X. Propagación de ondas electromagnéticas en medios confinados.
     Sistema con simetría traslacional
1. Introducción
2. Relaciones generales entre las componentes de los campos
3. Modos de propagación. Ondas TE, TM y TEM. Potencial escalar para las
    componentes transversales
4. Condiciones de contorno
5. Frecuencia de corte

XI. Ortogonalidad de modos y campos
1. Introducción
2. Relaciones de ortogonalidad entre modos y campos en un sistema con
    simetría traslacional
3. Desarollo del campo en modos normalizados
4. Solución general en modos normales para una guía ideal. Ecuaciones de
    línea de transmisión. Apéndice

XII. Ondas TEM o de líneas de transmisión
1. Introducción
2. Ecuaciones de ondas para modos TEM
3. Justificación a partir de las ecuaciones de Maxwell de las ecuaciones
    diferenciales de las líneas de transmisión

XIII. Guías de ondas rectangulares y cilíndricas
1. Introducción
2. Guías de ondas de sección rectangular
3. Guías de ondas de sección circular
4. Guía coaxial

XIV. Energía y pérdidas en guías de ondas
1. Potencia y energía en guías
2. Velocidad de flujo de energía
3. Cálculo de la atenuación en guías

XV. Cavidades resonantes
1. Introducción
2. Cálculo del factor de calidad
3. Amortiguamiento y curva de resonancia
4. Cavidad rectangular. Modos TE-10p
5. Cavidad cilíndrica. Modos TE-01p
6. Perturbaciones en cavidades

XVI. Ecuaciones de onda para los potenciales
1. Introducción
2. Invarianza de contraste para los potenciales
3. Solución particular de la ecuación inhomogénea de los potenciales
4. Potencial de Hertz

XVII. Aproximación dipolar de la radiación
1. Introducción
2. Potencial del campo electromagnético a gran distancia del emisor en la
    aproximación dipolar
3. Campo electromagnético de radiación dipolar lejos de las fuentes
4. Intensidad de radiación

XVIII. Expresiones generales y desarrollo multipolar de los campos de
            radiación
1. Introducción
2. Expresiones generales de los campos creados por una distribución acotada
    y arbitraria de fuentes
3. Energía y potencia radiadas
4. Cálculo de los campos de radiación mediante los potenciales de Hertz
5. Radiación dipolar eléctrica
6. Radiación dipolar magnética y cuadripolar eléctrica

XIX. Antenas lineales
1. Introducción
2. Campos de radiación de una antena lineal
3. Antenas situadas frente a tierra supuesta conductora perfecta
4. Sistematización del cálculo de los campos de radiación
5. Teorema de reciprocidad

XX. Agrupaciones de antenas
1. Introducción
2. Principio de multiplicación de diagramas. Factor de "array"
3. Agrupación lineal
4. Propiedades directivas de "arrays" uniformes

XXI. Antenas de abertura. Método de  del campo
         electromagnético equivalente. Concepto de reacción del campo
         electromagnético
1. Introducción
2. Principio del campo equivalente. Principio de Huygens
3. Ecuaciones simétricas de Maxwell. Potenciales vectoriales
4. Teorema de equivalencia de los campos y campos de antenas de abertura
5. Abertura rectangular uniforme
6. Generalización del teorema de reciprocidad. Concepto de reacción

XXII. Síntesis de agrupaciones de antenas
1. Introducción
2. Método de Schelkunoff
3. Síntesis de Tchebyscheff

XXIII. Bases de la teoría de la relatividad especial
1. Bases experimentales. Postulados. Transformaciones de Lorentz
2. Consecuencias de las transformaciones de Lorentz. Intervalos espaciales y
    temporales
3. Ley de composición de las velocidades de Einstein y transformación de
    ángulos
4. Simultaneidad, acción a distancia y acción inmediata
5. Representación geométrica de las transformaciones de Lorentz
6. Intervalo y tiempo propios
7. Espacio cuadridimensional
8. El cálculo tensorial como herramienta en la teoría de la relatividad

XXIV. Formulación covariante de las ecuaciones de Maxwell.
           Transformación de los campos
1. Cuadrivector densidad de corriente
2. Formulación covariante de las ecuaciones de onda para los potenciales
3. Formulación covariante de las ecuaciones de Maxwell
4. Formulación covariante de la densidad de fuerza de Lorentz. Fuerza de
    Minkowski
5. Tensor energía-momento del campo electromagnético
6. Tensor de polarizaciones. Transformaciones de la polarización dieléctrica
     e imanación

XXV. Ondas planas. Efecto Doppler
1. Carácter invariante de una onda plana. Efecto Doppler
2. Cuadrivector energía-momento de una onda plana

XXVI. Formulación lagrangiana y hamiltoniana de las ecuaciones de los
           campos
1. Introducción
2. Lagrangiano y hamiltoniano de una partícula cargada en el seno de un campo
    electromagnético. Ecuación de movimiento
3. Formulación lagrangiana de las ecuaciones del campo
4. Desarrollo del campo en osciladores

XXVII. Campos de una carga puntual en movimiento. Potenciales de
             Lienard-Wiechert
1. Potenciales de Lienard-Wiechert
2. Campos de una carga puntual en movimiento arbitrario
3. Campos producidos por una partícula cargada con movimiento uniforme

XXVIII. Radiación de energía y momento por partículas aceleradas
1. Introducción
2. Expresión general de la energía y momento de radiación de cargas
    aceleradas
3. Movimiento de partículas cargadas en el seno de un campo electromagnético
4. Radiación de frenado o Bremsstrahlung
5. Distribución angular de la radiación emitida por una carga acelerada
6. Distribución en frecuencia de la radiación emitida por una carga acelerada

XXIX. Reacción por emisión
1. Introducción
2. Cálculo aproximado de la fuerza de reacción radiativa
3. Masa electromagnética del electrón
4. Efecto de la reacción por emisión sobre el espectro de radiación. Función
    de distribución espectral de Lorentz

XXX. Dispersión y absorción de la radiación
1. Dispersión de ondas electromagnéticas por cargas libres y ligadas
2. Absorción de la radiación por un oscilador

Problemas
Bibliografía
Índice alfabético