Campo Electromagnético: Propagación y Radiación

Rafael Gómez Martín, Univ. of Granada, 1984

 

CAPÍTULO I: TENSOR ELECTROSTÁTICO Y MAGNETOSTÁTICO DE MAXWELL. FUERZA VOLÚMICA

1.- Tensor electrostático de Maxwell

2.- Fuerza volúmica en un fluido o sólido deformable

3.- Tensor magnético de Maxwell. Fuerza volúmica 

 

CAPÍTULO 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 el campo electromagnético

 

CAPÍTULO III: CONEXIÓN ENTRE TEORÍA DE CAMPOS Y TEORÍA DE CIRCUITOS

1.- Introducción 

2.- Deducción de las Leyes de Kirchoff a partir de las ecuaciones de Maxwell

 

CAPÍTULO IV: LINEAS 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 

 

CAPÍTULO V: LINEAS 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

 

CAPÍTULO 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 

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO IX: INCIDENCIA PLANAS OBLICUA DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

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 Fresnell22

6.- Factores de transmisión y de reflexión

7.- Reflexión total interna

 

CAPÍTULO X: PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAs EN MEDIOS CONFINADOS. SISTEMAS 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 

 

 

CAPÍTULO XI: ORTOGONALIDAD DE MODOS Y CAMPOS

1.- Introducción 

2.- Relaciones de ortogonalidad entre modos y campos en un sistema con simetría traslacional  

3.- Desarrollo del campo en modos normalizados  

4.- Solución general en modos normales para una guía ideal. Ecuaciones de línea de transmisión 

Apéndice 

 

CAPÍTULO XII: ONDAS TEM O DE LINEAS 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

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO XIV: ENERGÍA Y PERDIDAS EN GUÍAS DE ONDAS

1.- Potencia y energía en guías

2.- Velocidad de flujo de energía

3.- Cálculo de la atenuación en guías

 

CAPÍTULO XV: CAVIDADES RESONANTES

1.- Introducción

2.- Cálculo del factor de calidad

3.- Amortiguamiento y curva de resonancia 

4.- Cavidad rectangular. Modos TE10p

5.- Cavidad cilíndrica.  Modos TE01p

6.- Perturbaciones en cavidades

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO XX: AGRUPACIONES DE ANTENAS

1.- Introducción 

2.- Principio de multiplicación de diagramas. Factor de "array"

3.- Agrupación lineal

4.- Propiedades directivas de "arrays" uniformes

 

CAPÍTULO XXI: ANTENAS DE ABERTURA. MÉTODO DE SCHELKUNOFF 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

 

CAPÍTULO XXII: SÍNTESIS DE AGRUPACIONES DE ANTENAS

1.- Introducción 

2.- Método de Schelkunoff

3.- Síntesis de Tchebyscheff 

 

CAPÍTULO 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 

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO XXV: ONDAS PLANAS. EFECTO DOPPLER

1.- Carácter invariante de una onda plana. Efecto Doppler

2.- Cuadrivector energía-momento de una onda plana

  

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO 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 frecuenciad e la radiación emitida por una carga acelerada

 

CAPÍTULO 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

 

CAPÍTULO XXX: DISPERSIÓN Y ABS0RCIÓN DE LA RADIACIÓN

1.- Dispersión de ondas electromagnéticas por cargas libres y ligadas

2.- Absorción de la radiación por un oscilador

 

PROBLEMAS

BIBLIOGRAFÍA

INDICE ALFABÉTICO