Resumen

• La predicción de Maxwell sobre las ondas electromagnéticas fue el resultado de su formulación de una teoría completa y simétrica de la electricidad y el magnetismo, conocida como ecuaciones de Maxwell.
• Las cuatro ecuaciones de Maxwell, junto con la ley de la fuerza de Lorentz, abarcan las principales leyes de la electricidad y el magnetismo. La primera es la ley de Gauss para la electricidad; la segunda es la ley de Gauss para el magnetismo; la tercera es la ley de Faraday de la inducción (incluida la ley de Lenz); y la cuarta es la ley de Ampère en una formulación simétrica que añade otra fuente de magnetismo, a saber, los campos eléctricos cambiantes.
• La simetría introducida entre los campos eléctricos y magnéticos a través de la corriente de desplazamiento de Maxwell explica el mecanismo de propagación de las ondas electromagnéticas, en el que los campos magnéticos cambiantes producen campos eléctricos cambiantes y viceversa.
• Aunque ya se sabía que la luz era una onda, antes de Maxwell no se comprendía la naturaleza de la onda. Las ecuaciones de Maxwell también predijeron ondas electromagnéticas con longitudes de onda y frecuencias fuera del rango de la luz. Estas predicciones teóricas fueron confirmadas experimentalmente por primera vez por Heinrich Hertz.

• Las ecuaciones de Maxwell predicen que las direcciones de los campos eléctrico y magnético de la onda, así como la dirección de propagación de la misma, son mutuamente perpendiculares. La onda electromagnética es una onda transversal.
• Las intensidades de las partes eléctrica y magnética de la onda están relacionadas por $c=E\text{/}B,$ lo que implica que el campo magnético B es muy débil en relación con el campo eléctrico E.
• Las cargas que se aceleran crean ondas electromagnéticas (por ejemplo, una corriente oscilante en un cable produce ondas electromagnéticas con la misma frecuencia que la oscilación).

• La energía transportada por cualquier onda es proporcional a su amplitud al cuadrado. Para las ondas electromagnéticas, esto significa que la intensidad puede expresarse como

donde I es la intensidad media en ${\text{W/m}}^2$ y $E_0$ es la intensidad máxima del campo eléctrico de una onda sinusoidal continua. Esto también puede expresarse en términos de la intensidad máxima del campo magnético $B_0$ como

y en términos de campos eléctricos y magnéticos como

Las tres expresiones para $I_{\text{avg}}$ son todas equivalentes.

• Las ondas electromagnéticas transportan el momento y ejercen una presión de radiación.
• La presión de radiación de una onda electromagnética es directamente proporcional a su densidad de energía.
• La presión es igual al doble de la intensidad de la energía electromagnética si la onda se refleja e igual a la intensidad de la energía incidente si la onda se absorbe.

• La relación entre la velocidad de propagación, la longitud de onda y la frecuencia para cualquier onda viene dada por $v=f\lambda ,$ por lo que para las ondas electromagnéticas, $c=f\lambda ,$ donde f es la frecuencia, $\lambda$ es la longitud de onda y c es la velocidad de la luz.
• El espectro electromagnético se divide en muchas categorías y subcategorías, según la frecuencia y la longitud de onda, la fuente y los usos de las ondas electromagnéticas.