Método de Diferencias Finitas como Herramienta para la Enseñanza e Investigación en Electromagnetismo

Resumen

El estudio de la propagación de ondas electromagnéticas mediante el método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (MDFDT) permite apreciar de manera clara, entre otras cosas, los efectos de la propagación electromagnética asociados a los cambios en las propiedades materiales del medio. El método es una herramienta poderosa, no sólo para el análisis de propagación electromagnética sino para la enseñanza del electromagnetismo, que como se sabe es un tema de difícil aprendizaje, principalmente a nivel de licenciatura. En la ESIME IPN, usamos el modelo como método de enseñanza mostrando gráficamente cómo se comporta el campo EM propagándose en medios abiertos, o incidiendo en obstáculos que afectan la propagación; también usamos el método en investigación, modelando antenas o propagación en ambientes cerrados e incluso a nivel molecular, usando frecuencias en THz. El modelo se basa en la discretización de las ecuaciones de Maxwell para que puedan ser manejados por una computadora, lo que permite analizar en tiempo real, el efecto de propagación electromagnética en cualquier medio y en cualquier condición planteada por la teoría. Este trabajo describe como es el MDFDT y las aplicaciones que los autores le han dado para la enseñanza y la investigación.