Equações de maxwell

xuelEquações de Maxwell

Conteúdo

■ Introdução ■ O Significado das Equações de Maxwell ■ A Equação do Campo ■ A Equação da Polarização ■ Interpretação das Equações ■ A Susceptibilidade Eléctrica ■ Alguns Comentários

José António Salcedo - Dept. Eng. Electrotécica e de Computadores - FEUP

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Equações de Maxwell

Introdução

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Introdução

Nestes Apontamentos, vamos estudar algumas consequências das equações de Maxwell, no que respeita à propagação de campos electromagnéticos e à forma como estes interactuam com materiais, numa perspectiva inteiramente clássica. Vou partir do princípio que as equações de Maxwell já foram apresentadas e discutidas, pelo que o seu significado mais básico já foi compreendido e não está em questão. Adicionalmente, a análise que vou desenvolver é designada clássica devido ao facto do material ser considerado numa perspectiva clássica (o material é assumido como sendo constituído por um conjunto de osciladores electrónicos clássicos), e o campo electromagnético ser também considerado numa perspectiva clássica (o campo é assumido na forma de uma onda plana monocromática) 1. As duas equações acopladas que deduzirei governam a interacção radiação-matéria, e permitem estudar, de uma forma auto-consistente e simples, muitos fenómenos nos quais radiação e matéria interactuam, como linhas de transmissão, cavidades ressonantes, lasers e dispositivos variados de micro e de optoelectrónica. Permitem, também, estudar as características de dispersão e absorção da própria radiação quando ela se propaga em meios materiais. No entanto, e por limitações do modelo puramente clássico (pela razão do modelo clássico ignorar a estrutura energética interna dos átomos), as equações resultantes não permitem o estudo de lasers, em rigor, dado lasers serem dispositivos eminentemente quânticos e o seu estudo exigir, no mínimo, uma abordagem semiclássica. Porém, na maior parte das disciplinas de uma licenciatura em Electrotecnia, o modelo