Quando uma onda eletromagnética transversal (TEM) encontra uma cavidade, uma variedade de coisas pode acontecer dependendo das características específicas da cavidade e da onda. Aqui está um colapso:

1. Reflexão e transmissão

* Cavidade do condutor perfeito: Se a cavidade for formada por paredes perfeitamente conduzidas, a onda de TEM será completamente refletida. Isso ocorre porque o campo elétrico da onda não pode penetrar em um condutor perfeito, forçando a onda a reverter a direção. Nenhuma transmissão ocorre.
* Cavidade parcialmente condutora: Para uma cavidade com paredes parcialmente condutoras, a onda será parcialmente refletida e parcialmente transmitida. A quantidade de reflexão e transmissão depende da condutividade das paredes e da frequência da onda. A condutividade mais alta leva a mais reflexão, e frequências mais altas tendem a penetrar menos.

2. Ressonância

* ressonância da cavidade: Se as dimensões da cavidade forem comparáveis ao comprimento de onda da onda TEM, a cavidade poderá atuar como uma cavidade ressonante. Isso significa que certas frequências da onda serão preferencialmente absorvidas e armazenadas dentro da cavidade, levando a um acúmulo de energia dentro. As frequências ressonantes são determinadas pelo tamanho e forma da cavidade.
* Modos : As cavidades ressonantes podem suportar diferentes modos ressonantes, cada um com sua própria distribuição de campo exclusiva dentro da cavidade.
* q fator: O fator de qualidade (q) da cavidade mede a eficiência com que armazena energia. Um alto fator Q indica que a cavidade armazena energia por mais tempo, enquanto um fator Q baixo indica que a energia é rapidamente dissipada.

3. Propagação do guia de ondas

* Modos de guia de onda: Se a cavidade for um guia de ondas (um condutor oco com uma seção transversal específica), a onda TEM poderá se propagar através do guia de ondas em modos específicos. Esses modos são determinados pela geometria do guia de ondas e pela frequência da onda.
* Frequência de corte: Para cada modo, existe uma frequência mínima (frequência de corte) abaixo do qual o modo não pode se propagar. Isso significa que apenas certas frequências podem se propagar dentro de um guia de ondas.

4. Dissipação de energia

* paredes com perdas: Nas cavidades do mundo real, as paredes não são condutores perfeitos e têm alguma condutividade finita. Isso resulta em parte da energia da onda de TEM dissipada como calor dentro das paredes.

5. Aplicações:

* circuitos de microondas: As cavidades ressonantes são amplamente utilizadas em circuitos de microondas, como filtros, osciladores e amplificadores.
* aceleradores de partículas: As cavidades são componentes essenciais dos aceleradores de partículas, onde são usados para acelerar partículas carregadas usando campos eletromagnéticos.
* Imagem médica: A ressonância magnética (RM) usa fortes campos magnéticos e ondas de rádio para criar imagens do corpo humano.

em resumo:

O comportamento de uma onda de TEM que encontra uma cavidade é complexa e depende de muitos fatores. No entanto, os principais conceitos incluem reflexão, transmissão, ressonância, propagação de guia de ondas e dissipação de energia. Compreender esses conceitos é crucial para projetar e analisar vários dispositivos e sistemas eletromagnéticos.