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Volumen 15 N° 1, Enero - Abril 2007

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Ondas electromagnéticas en el plano frontera entre dos medios quirales

Héctor Torres-Silva1   Carlos Villarroel-González2   Florentino Jiménez-Muñoz3

1 Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá, Casilla 6-D. Arica - Chile.

2 Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica - Electrónica, Universidad de Tarapacá. Casilla 6-D. Arica - Chile.

3 E.U.I.T. de Telecomunicación, Universidad Politécnica de Madrid. Campus Sur UPM, Ctra. de Valencia, km. 7 – 28031. Madrid - España.


RESUMEN

En este trabajo se estudia la propagación de ondas electromagnéticas en medios quirales isotrópicos y los efectos producidos por un plano frontera entre tales medios. En analogía con el fenómeno de reflexión y refracción de ondas electromagnéticas planas en dieléctricos ordinarios, se estudian los aspectos cinéticos y dinámicos de estos fenómenos, tal como la intensidad de las componentes de onda y el cambio en la polarización de la onda al cruzar la frontera. Como un prerrequisito, mostramos que la solución de onda plana debe ser escrita como una superposición conveniente de las amplitudes quirales circularmente polarizadas en ambos lados de la interfaz. Se presenta el conjunto apropiado de condiciones que la solución debe satisfacer en la frontera y el sistema de ecuaciones que debe ser resuelto para los coeficientes de amplitud de manera de satisfacer las condiciones de frontera. Las ecuaciones pueden ser resueltas explícitamente para algunos casos y configuraciones particulares (por ejemplo, incidencia normal), las características prominentes de estas soluciones pueden ser analizadas en algún detalle. También se presenta un desarrollo de la solución general de las ecuaciones. Este trabajo podría ser aplicado en diseño de microondas en muy altas frecuencias y en líneas de transmisión no simétricas.

Palabras clave: Quiral, propagación, ondas, Snell.

ABSTRACT

This work is concerned with the propagation of electromagnetic waves in isotropic chiral media and with the effects produced by a plane boundary between two such media. In analogy with the phenomena of reflection and refraction of plane electromagnetic waves in ordinary dielectrics, the kinematical and dynamical aspects of these phenomena are studied, in situations such as the intensity of the various wave components and the change in the polarization of the wave, as it crosses the boundary. As a prerequisite to this, we show that the plane wave solution must be written as a suitable superposition of the circularly polarized chiral amplitudes on both sides of the interface we elucidate, which is the appropriate set of conditions that the solution must satisfy at the boundary. We set the minimal and complete set of equations that must be solved for the coefficient amplitudes, in order to satisfy the boundary conditions. The equations can be solved explicitly for some particular cases and configurations (e.g., normal incidence), the salient features of those solutions can be analyzed in some detail, and the general solution to the equations is given as well. This work might be applied to the design of very high frequency microwaves and non symmetrical transmission lines.

Keywords: Chiral, propagation, waves, Snell.

 


 

AGRADECIMIENTOS

Uno de los autores (HTS) agradece el financiamiento parcial para este trabajo por parte del Proyecto Mayor No 8721-06 de la Universidad de Tarapacá, Arica-Chile.

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