Esto también funciona al revés: las ondas electromagnéticas entrantes serán canceladas por las cargas en movimiento en la jaula de Faraday. Su teléfono no sabrá que está recibiendo un mensaje de texto o una llamada.
Centrémonos por un minuto en por qué son importantes los materiales de la jaula. Una jaula de Faraday está hecha de un conductor eléctrico, metales como cobre, aluminio y acero. En un material conductor, los átomos pueden compartir uno de sus electrones con los átomos vecinos. Esto significa que un electrón tiene mayor libertad para pasar de un átomo a otro. Ese no es el caso de un aislante, un material como la madera, el plástico o el vidrio. En el caso de un aislante, estos electrones están atrapados en sus átomos originales y no pueden moverse.
Debido a que los conductores pueden dejar que las cargas se muevan, pueden suceder algunas cosas interesantes. Es decir, cuando un campo eléctrico encuentra un material conductor, moverá cargas de modo que el campo eléctrico neto sea cero.
Aquí hay un experimento mental: imagina que tengo una esfera hecha de un metal conductor y agrego algunos electrones adicionales. (Estas cargas adicionales pueden provenir de cualquier lugar, pero el ejemplo más común de la vida real es el de una interacción electrostática, como lo que sucede cuando frotas un globo en tu cabello: los electrones se mueven desde tu cabello hasta el globo. Esta interacción también es lo que da Te sorprendes cuando sacas los calcetines de la secadora, qué hace que tu cabello se erice en invierno, qué hace que una mascarilla N95 funcione y qué hace que un frasco de Leyden brille).
Digamos que agrego 100 electrones a mi esfera tocando unos calcetines cargados eléctricamente directamente de la secadora. Todos estos electrones crean campos eléctricos que empujan a los otros electrones. Como resultado, todos se separan y terminan en la superficie de la esfera. (No pueden simplemente saltar de la esfera). Así es como se vería:
Vídeo: Rhett Allain
Pero aquí está la parte muy importante: ahora estos electrones están dispuestos en la superficie de la esfera de tal manera que el campo eléctrico total en cualquier punto dentro de la esfera es cero. (Él tiene ser cero. Si el campo no fuera cero, entonces empujaría a los electrones libres y a cualquier carga que pueda moverse. haría moverse hacia la superficie de la esfera.) Con un campo eléctrico cero, ya no se puede tener una onda electromagnética. La esfera es ahora una jaula de Faraday.
¿Qué pasa con el campo magnético? ¿Ése también se cancela? No de la misma manera que el campo eléctrico. El problema es que no existe la carga magnética. Esto significa que no se puede lograr una separación de cargas magnéticas para cancelar el campo magnético dentro del conductor. Pero no te preocupes, recuerda que una onda electromagnética necesita tanto de un campo eléctrico cambiante y un campo magnético cambiante. Si cancelas el campo eléctrico, no tendrás una onda electromagnética.
Jaulas de Faraday reales
Una jaula de Faraday no tiene por qué ser una esfera. Puede tener prácticamente cualquier forma con un interior hueco. (Dado que las cargas terminan en la superficie de la forma, no importa si es hueca). Pero en la práctica, no puedes simplemente cubrir tu teléfono con cualquier conductor eléctrico y esperar que actúe como una jaula de Faraday. Hay dos factores que también son importantes: el espesor del material y su solidez. Empecemos por el grosor.
Un parámetro de una jaula de Faraday es la «profundidad de su piel». Esta es una forma de calcular el espesor mínimo de un material para que pueda cancelar eficazmente las ondas EM. La profundidad de la piel depende de la resistividad del material (qué tan difícil es para los electrones moverse), la frecuencia de la onda EM y también de las propiedades magnéticas del material. Esto significa que para longitudes de onda más largas (como las ondas de radio), necesitarás material más grueso en tu jaula.