¿Por qué E y B están en fase?

En una onda plana en el vacío, sin dispersión, las ecuaciones de Maxwell dan |B| = |E|/c y la misma fase armónica kz − ωt para ambos campos.

¿Qué muestra el vector de Poynting?

La dirección y la densidad del flujo de energía electromagnética: S = (1/μ₀) E × B. Aquí S va según +z, el mismo sentido en que corre la onda. No es el campo estático de una carga puntual.

¿Por qué la onda es transversal?

De las ecuaciones de Maxwell en el vacío, div E = 0 y div B = 0, para una onda armónica que viaja se sigue E ⊥ k y B ⊥ k. Esta onda no tiene componente longitudinal.

Onda electromagnética plana

E ⊥ B ⊥ k: campos sin(kz − ωt), vector de Poynting a lo largo de z; ω = ck (c = 1).

Gráficas

Sobre el modelo

Onda electromagnética plana en el vacío: los vectores E y B son perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación k (onda transversal). Aquí E va según x̂, B según ŷ, la onda corre según +ẑ; los campos están en fase, |B| = |E|/c. En el modelo c ≡ 1, de modo que ω = ck = k. El vector de Poynting S ∝ E × B apunta según +z — es el flujo de energía. Los símbolos ⊗/⊙ muestran B hacia adentro y hacia afuera del plano. Simplificación: onda homogénea en cada corte, sin fronteras ni dispersión.

Para quién: Electromagnetismo introductorio después de las ecuaciones de Maxwell: onda plana, vector de Poynting.

Conceptos clave

onda plana
vector de Poynting
onda electromagnética transversal
velocidad de fase
vector de onda

Cómo funciona

Onda plana transversal: E según x̂, B según ŷ, ambos perpendiculares a ẑ. Los campos varían como sin(kz − ωt); en el vacío están en fase, |B| = |E|/c. El flujo de energía S ∝ E × B apunta según +z. En el modelo c = 1, de modo que ω = k.

Fórmulas principales

E = E₀ sin(kz − ωt) x̂ , B = (E₀/c) sin(kz − ωt) ŷ

k = 2π/λ , ω = ck , c = 1 (sim)

S = (1/μ₀) E × B ∥ ẑ

Preguntas frecuentes

¿Por qué E y B están en fase?: En una onda plana en el vacío, sin dispersión, las ecuaciones de Maxwell dan |B| = |E|/c y la misma fase armónica kz − ωt para ambos campos.
¿Qué muestra el vector de Poynting?: La dirección y la densidad del flujo de energía electromagnética: S = (1/μ₀) E × B. Aquí S va según +z, el mismo sentido en que corre la onda. No es el campo estático de una carga puntual.
¿Por qué la onda es transversal?: De las ecuaciones de Maxwell en el vacío, div E = 0 y div B = 0, para una onda armónica que viaja se sigue E ⊥ k y B ⊥ k. Esta onda no tiene componente longitudinal.

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