Campo electromagnético para físicos e ingenieros

Este libro ha surgido como consecuencia de mis notas de clase de la asignatura de Electrodinámica que he impartido durante varios cursos para alumnos del último año de los grados en Física e Ingeniería en la Universidad de Granada (España). Por tanto, dado el nivel de los estudiantes a los que va dirigido, se supone que el lector está familiarizado con las ecuaciones de Maxwell y el análisis vectorial. El objetivo que se persigue no es ni mucho menos reemplazar los muchos y excelentes libros que existen sobre electromagnetismo (de los que son ejemplos los citados en la bibliografía incluida al final del libro y que está lejos de ser exhaustiva) sino ayudar a mis alumnos a seguir mis clases. Por estas razones el libro está organizado y desarrollado de acuerdo a la forma con la que me gusta explicar los fundamentos de la radiación y propagación del campo electromagnético y que parece haber tenido cierto éxito entre mis estudiantes. El primer capítulo está dedicado a hacer una breve revisión de las ecuaciones de Maxwell que son las leyes fundamentales que explican a nivel macroscópico las propiedades del campo electromagnético, su relación con sus fuentes y su interacción con la materia cuyo comportamiento se describe, desde el punto de vista del electromagnetismo macroscópico. El segundo capítulo está dedicado al estudio de la que puede considerarse la consecuencia más importante de las ecuaciones de Maxwell, esto es, la radiación electromagnética o, lo que es equivalente, la generación de ondas electromagnéticas. Es de indicar que en este capítulo se consideran los fundamentos físicos de la radiación y no se estudian sistemas específicamente diseñados para radiar ondas electromagnéticas como son las antenas ya que este es un tema que, a nivel introductorio, de deja para el último capítulo. En el tercer capítulo se describen, comenzando por la formulación de las ecuaciones simétricas de Maxwell y a partir del teorema de unicidad, otros teoremas fundamentales del electromagnetismo como son el de las imágenes, reciprocidad y equivalencia que tienen una gran importancia en el electromagnetismo teórico y aplicado. En el cuarto capítulo, se obtiene a partir de las ecuaciones de Maxwell, la ecuación de ondas que establece como los campos de radiación, obtenidos en el capítulo 2, se propagan en una región libre de fuentes. Después de estudiar las características de la propagación de ondas planas, se analiza, en el capítulo quinto que es lo que sucede cuando tales ondas inciden normal u oblicuamente sobre la superficie de separación, que supondremos plana e indefinida, de dos medios lineales homogéneos e isótropos con parámetros constitutivos diferentes. En el capítulo sexto se estudia la propagación de ondas armónicas planas en medios que presentan un comportamiento dieléctrico anisótropo como son los materiales cristalinos y plasmas. Los capítulos séptimo, octavo y noveno están dedicados al estudio de sistemas específicamente diseñados para la propagación de ondas confinadas con el objeto de transmitirlas con un mínimo de interferencia y pérdidas. Tales dispositivos son esenciales en la tecnología actual y en particular en comunicaciones en las bandas de microondas y óptica. El capítulo décimo sirve para introducir conceptos y parámetros básicos relacionados con el diseño de antenas.