Radiación de un Dipolo Eléctrico Dinámico cuya Carga Decae en el Tiempo

Abstract

En esta tesis se estudia la radiación electromagnética de un dipolo eléctrico cuya carga decae exponencialmente en el tiempo. Se derivan las expresiones para los campos eléctricos y magnéticos, y la potencia total radiada en un ciclo de oscilación a partir de los potenciales retardados y las ecuaciones de Maxwell. Se encuentra que la presencia del factor de decaimiento de la carga modifica la estructura espectral de la radiación y atenúa su intensidad. Se comparan los resultados con el caso clásico de un dipolo con carga constante, destacando las diferencias en la potencia radiada y su dependencia con las frecuencias de oscilación ω y 1/τ. Se implementa un modelo motivado por el reporte de estructuras dipolares y cuadripolares dinámicas con estas características en plasmas inducidos por láser obtenidos experimentalmente en [1, 2, 3, 4] y recientemente en [5, 6] , esto con el objetivo de analizar la potencia radiada por dichos dipolos. Considerando nuestro modelo matemático de un dipolo eléctrico que decae con el tiempo, se observa que la potencia radiada presenta un acoplamiento entre la frecuencia de decaimiento 1/τ y la frecuencia de oscilación ω; esto contrasta con la expresión clásica para la potencia radiada formulada por [7]. A diferencia del caso clásico, se encuentra una dependencia en r, que se explica cómo interferencia constructiva y destructiva en la propagación de la onda electromagnética; sin embargo, esta no afecta en gran medida a la magnitud de la potencia, como s´ ı lo hace el factor de decaimiento e−t/τ, que hace que la potencia radiada decaiga a medida que avanza entre ciclos de oscilación.