en esta animación a partir de la ecuación de Fresnel wiki podemos ver una onda que rebota en el "negativo" en comparación con la onda entrante "positivo". ¿Qué modelo físico rige este comportamiento en las ondas transversales?
Respuestas
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Si quieres una respuesta conceptual, aquí la tienes. Imagina que, en la superficie del medio, la onda luminosa incidente estimula el movimiento de los electrones en respuesta al campo E cambiante de la onda incidente. El movimiento produce una onda electromagnética que se propaga simétricamente en ambas direcciones pero que tiene fase opuesta a la onda incidente: se mueve tanto en la misma dirección que la onda incidente (hacia adelante) como en la dirección opuesta a la onda incidente (hacia atrás).
Si la onda estimulada es igual en magnitud y opuesta en fase a la onda incidente, entonces la onda transmitida será perfectamente cancelada por la porción de la onda estimulada que se mueve en la dirección "hacia adelante". La parte de la onda estimulada que se desplaza hacia atrás es la onda reflejada.
En el caso de la reflexión parcial ilustrada por la animación a la que has hecho referencia, la onda estimulada tiene una amplitud reducida con respecto a la onda incidente. En consecuencia, la onda incidente transmitida se reduce, pero no a cero. La onda reflejada (la parte posterior de la onda estimulada) también se reduce porque es la onda estimulada, que es de menor amplitud que la onda incidente.
JEB
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El modelo físico que rige las ondas electromagnéticas es, por supuesto, las ecuaciones de Maxwell. Un plano que incide en una interfaz entre dos materiales dieléctricos se rige por las ecuaciones de Maxwell en medios lineales:
La ley de Gauss sustituye al campo eléctrico, $\vec E$ con el campo de desplazamiento, $\vec D$ , que sin cargos gratuitos, se convierte en:
$$ \nabla\cdot\vec D = 0 $$
donde:
$$ \vec D = \epsilon \vec E $$
La ley circuital de Ampere (sin corrientes libres) se convierte en:
$$ \nabla \times \vec H = \frac 1 c \frac{\partial \vec D}{\partial t} $$
donde:
$$ \vec H = \frac 1 {\mu} \vec B $$
La otra ecuación (sin fuente) sigue siendo la misma
$$ \nabla \cdot \vec B = 0$$ $$ \nabla \times \vec E = -\frac 1 c \frac{\partial \vec B}{\partial t}$$
Al aplicar estas ecuaciones a una onda plana en una interfaz entre 2 medios, hay que distinguir dos estados de polarización. Ahora toda la polarización es perpendicular a la dirección de desplazamiento, pero ese espacio está atravesado por dos direcciones ortogonales. En un formalismo, se denominan S y P , donde P tiene el vector del campo eléctrico coplanario a todas las direcciones de propagación y S lo tiene ortogonal a todas las direcciones de propagación.
Así, aplicando las ecuaciones del medio lineal a las ondas planas en la interfase, las siguientes condiciones determinan la dispersión:
(1) La componente tangencial de $\vec E$ es continua.
(2) El componente normal de $\vec D$ es continua.
(3) El componente normal de $\vec B$ es continua.
(4) La componente tangencial de $\vec H$ es continua.
Ahora bien, en la situación que has descrito (incidencia normal), las componentes normales de todos los campos son nulas, por lo que basta con aplicar las condiciones tangenciales.
