Ecuación de Onda Electromagnética

La ecuación de onda de una onda de propagación eléctrica plana en la dirección x en el espacio es

y se aplica la misma fórmula a la onda de campo magnético en un plano perpendicular al campo eléctrico. Tanto el campo eléctrico como el campo magnético son perpendiculares a la dirección de propagación x. El símbolo c representa la velocidad de la luz o de otras ondas electromagnéticas. La ecuación de onda electromagnética se deriva de las ecuaciones de Maxwell. La forma de la solución de onda plana para el campo eléctrico es

y para el campo magnético

Para ser consistentes con las ecuaciones de Maxwell, estas soluciones deben estar relacionadas por

El campo magnético B es perpendicular al campo eléctrico E, en la orientación donde el producto vectorial ExB se encuentra en la dirección de la propagación de la onda.

Energía en Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas portan energía cuando viajan a través del espacio vacío. Hay una densidad de energía asociada con ambos campos eléctrico y magnético. La tasa de transporte de energía por unidad de área es descrita por el vector

que se llama vector de Poynting. Esta expresión es un producto vectorial, y puesto que el campo magnético es perpendicular al campo eléctrico, la magnitud puede ser escrita como

La tasa de transporte de energía S es perpendicular a E y B y en la dirección de propagación de la onda. La condición de la solución de onda para una onda plana es B_m = E_m/c, de modo que la intensidad media de una onda plana puede ser escrita

Esto hace uso del hecho de que el promedio del cuadrado de una función sinusoidal sobre un número entero de períodos es exactamente 1/2.