Electrodinámica de medios continuos

La electrodinámica de continuos es una sección de la física de continuos que estudia las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de un continuo . Si el medio es un gas parcial o totalmente ionizado, entonces el término física del plasma es más común .

Características electromagnéticas de un continuo

Las propiedades eléctricas y magnéticas de un medio continuo están descritas por el tensor de permitividad , el tensor de permeabilidad magnética y el tensor de conductividad del medio , y todas estas cantidades pueden depender de las coordenadas y el tiempo . ${\ estilo de visualización \ epsilon _ {ij}}$ $\mu _{{ij}}$ $\sigma_{ij}$

Para fenómenos estacionarios , los tensores de permeabilidad dieléctrica y magnética afectan la forma de las líneas de fuerza de campo eléctrico y magnético en el medio, y el tensor de conductividad afecta la dirección del flujo de corriente bajo la acción de fuerzas externas (ver ley de Ohm ).

Al considerar fenómenos no estacionarios , es útil introducir sus transformadas de Fourier , y , en lugar de , y . Son estas características del medio las que serán "sentidas" por una onda electromagnética plana con una frecuencia , propagándose en el medio. ${\ estilo de visualización \ epsilon _ {ij} (t)}$ ${\ estilo de visualización \ mu _ {ij} (t)}$ ${\ estilo de visualización \ sigma _ {ij} (t)}$ ${\ estilo de visualización \ epsilon _ {ij} (\ omega)}$ ${\ estilo de visualización \ mu _ {ij} (\ omega)}$ ${\ estilo de visualización \ sigma _ {ij} (\ omega)}$ $\omega$

Fenómenos electro- y magneto-ópticos

Por regla general, los valores , y tienen un perfil asimétrico en función del tiempo. Esto lleva a que sus transformadas de Fourier se conviertan en cantidades complejas . Físicamente, esto lleva al hecho de que la onda electromagnética que se propaga en el medio decae exponencialmente. ${\ estilo de visualización \ epsilon _ {ij} (t)}$ ${\ estilo de visualización \ mu _ {ij} (t)}$ ${\ estilo de visualización \ sigma _ {ij} (t)}$

Todos los tensores descritos anteriormente pueden cambiar bajo la acción de campos eléctricos y magnéticos externos, lo que conduce a varios efectos electroópticos y magnetoópticos.

Por ejemplo, algunos medios isotrópicos (ferromagnetos, plasma) se comportan anisotrópicamente cuando se aplica un campo magnético externo: aparecen componentes fuera de la diagonal de los tensores magnéticos y de permitividad . Con la propagación longitudinal de una onda electromagnética, cuando la dirección de propagación de la onda es paralela a la dirección de las líneas del campo magnético del campo externo, se observa el efecto Faraday . Se encuentra en el hecho de que las ondas electromagnéticas con polarización circular derecha e izquierda se propagan en el medio a diferentes velocidades. Como resultado, en el caso de una onda que se propaga polarizada linealmente, que puede representarse mediante una superposición de dos ondas polarizadas circularmente de dirección de rotación opuesta, el plano de polarización de la onda gira a medida que se propaga a través del medio.

Otro efecto bien conocido, también asociado con la aparición de elementos fuera de la diagonal del tensor, es la ocurrencia de doble refracción del medio cuando se aplica un campo eléctrico constante y se denomina efecto Kerr .

Véase también

Literatura

Landau L. D. , Lifshits E. M. Electrodinámica de medios continuos. - ( Física Teórica , Tomo VIII).