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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)=Asen[2π(xλ−νt)]

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 [ ]: