Gráfica de una onda electromagnética

En este ejercicio se quiere graficar el comportamiento de una onda electromagnética de acuerdo a lo planteado en la tarea 4. La función que se desea graficar tiene la forma:

$$E(x,t)=A sen \left [ 2\pi \left( \frac{x}{\lambda} - \nu t \right) \right ]$$

Para graficar el comportamiento de la onda electromagnética primero se evaluará $E(x)$ en función de la posición $x$, manteniendo el tiempo constante (se grafican distintos tiempos). Inciso a) de la tarea 4.

Empezamos por importar las librerías que se van a utilizar.

In [1]:
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
%matplotlib inline

Definimos todas la variables que se ocuparán.

Nota: en el codigo de python se pueden poner comentarios que serán ignorados a la hora de correr el programa. Dichos comentarios están precedidos por el símbolo #.

In [2]:
A=1.6e-16     #Amplitud
l=3.0e-7      #longitud de onda
c=3.0e8       #velocidad de la luz
v=c/l         #frecuencia
tau=1/v       #periodo
t0=0.0*tau    
t1=0.1*tau
t2=0.2*tau
t3=0.3*tau
t4=0.4*tau

x=np.linspace(0.0,(1.5*l),50) #Posición, corresponde a un intervalo de 0.0 a 1.5l dividido en 50 puntos.

#print v
#print tau
#print t1
#print x

Definimos las funciones. Como queremos graficar 5 tiempos distintos, se define una función para cada tiempo.

In [3]:
def E0(x):
    return A*np.sin(2*np.pi*((x/l)-(v*t0)))
#print E0(x)

def E1(x):
    return A*np.sin(2*np.pi*((x/l)-(v*t1)))
#print E1(x)

def E2(x):
    return A*np.sin(2*np.pi*((x/l)-(v*t2)))
#print E2(x)

def E3(x):
    return A*np.sin(2*np.pi*((x/l)-(v*t3)))
#print E3(x)

def E4(x):
    return A*np.sin(2*np.pi*((x/l)-(v*t4)))
#print E4(x)

Finalmente se grafican las funciones obtenidas en la misma gráfica.

In [4]:
#plt.plot(x,E(x),'r',x,E1(x),'b',x,E2(x),'g',x,E3(x),'y',x,E4(x),'c')
plt.plot(x,E0(x),'r',label="t0")
plt.plot(x,E1(x),'b',label="t1")
plt.plot(x,E2(x),'g',label="t2")
plt.plot(x,E3(x),'y',label="t3")
plt.plot(x,E4(x),'c',label="t4")
plt.xlabel('$x$ (m)')
plt.ylabel('$E(x)$ (N/C)')
plt.title('$E(x)$ vs $x$')
plt.legend(bbox_to_anchor=(0.0,-0.3,1.0,0.102), loc=3,
           ncol=5, mode="expand", borderaxespad=0.)   #Esta función pone la leyenda de los timpos
plt.show()

Se puede ver que conforme avanza el tiempo, la onda se va desplazando.

Ahora les toca a ustedes hacer el inciso b) de la tarea 4!!!

In [ ]: