1. Reflexión y transmisión
* Cavidad perfecta del conductor: Si la cavidad se forma mediante paredes perfectamente conductores, la onda TEM se reflejará por completo. Esto se debe a que el campo eléctrico de la onda no puede penetrar en un conductor perfecto, lo que obliga a la onda a revertir la dirección. No se produce transmisión.
* Cavidad de dirección parcial: Para una cavidad con paredes parcialmente conductores, la onda se reflejará parcialmente y se transmitirá parcialmente. La cantidad de reflexión y transmisión depende de la conductividad de las paredes y la frecuencia de la onda. Una mayor conductividad conduce a una mayor reflexión, y las frecuencias más altas tienden a penetrar menos.
2. Resonancia
* Resonancia de la cavidad: Si las dimensiones de la cavidad son comparables a la longitud de onda de la onda TEM, la cavidad puede actuar como una cavidad resonante. Esto significa que ciertas frecuencias de la onda serán absorbidas y almacenadas preferentemente dentro de la cavidad, lo que lleva a una acumulación de energía en el interior. Las frecuencias resonantes están determinadas por el tamaño y la forma de la cavidad.
* modos: Las cavidades resonantes pueden soportar diferentes modos resonantes, cada uno con su propia distribución de campo única dentro de la cavidad.
* Q Factor: El factor de calidad (Q) de la cavidad mide cuán eficientemente almacena energía. Un factor Q alto indica que la cavidad almacena energía durante más tiempo, mientras que un factor Q bajo indica que la energía se disipa rápidamente.
3. Propagación de la guía de onda
* Modos de guía de onda: Si la cavidad es una guía de onda (un conductor hueco con una sección transversal específica), la onda TEM puede propagarse a través de la guía de onda en modos específicos. Estos modos están determinados por la geometría de la guía de onda y la frecuencia de la onda.
* frecuencia de corte: Para cada modo, existe una frecuencia mínima (frecuencia de corte) por debajo de la cual el modo no puede propagarse. Esto significa que solo ciertas frecuencias pueden propagarse dentro de una guía de onda.
4. Disipación de energía
* paredes con pérdida: En las cavidades del mundo real, las paredes no son conductores perfectos y tienen cierta conductividad finita. Esto da como resultado que parte de la energía de la onda TEM se disipe como calor dentro de las paredes.
5. Aplicaciones:
* Circuitos de microondas: Las cavidades resonantes se usan ampliamente en circuitos de microondas, como filtros, osciladores y amplificadores.
* Aceleradores de partículas: Las cavidades son componentes esenciales de los aceleradores de partículas, donde se utilizan para acelerar las partículas cargadas utilizando campos electromagnéticos.
* Imágenes médicas: La resonancia magnética (MRI) utiliza campos magnéticos fuertes y ondas de radio para crear imágenes del cuerpo humano.
En resumen:
El comportamiento de una onda TEM que se encuentra con una cavidad es complejo y depende de muchos factores. Sin embargo, los conceptos clave incluyen reflexión, transmisión, resonancia, propagación de la guía de onda y disipación de energía. Comprender estos conceptos es crucial para diseñar y analizar varios dispositivos y sistemas electromagnéticos.
