Campos Magnéticos y Eléctricos: Propiedades, Leyes y Fenómenos de la Luz

Campo Magnético

El campo magnético es creado por un imán, representado por un vector cuya dirección y sentido se determinan por la fuerza ejercida sobre el polo norte de otro imán. Las líneas de fuerza del campo son, en cada punto, tangentes a dichas líneas.

Intensidad del Campo Magnético

La intensidad del campo magnético en un punto es la fuerza que el campo ejerce sobre la unidad de carga cuando se mueve a una velocidad de 1 m/s perpendicularmente al campo en ese punto.

Amperio

El amperio es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno del otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2·10^-7 newton por metro de longitud.

Características del Campo Eléctrico

• El agente creador del campo es una carga eléctrica Q, y el testigo del campo es otra carga q.
• Es un campo conservativo, pues la circulación por una línea cerrada implica la existencia de una energía potencial asociada.
• El flujo a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga eléctrica neta encerrada por dicha superficie. Esto se expresa con la ley de Gauss.
• El sentido físico de esta ley es que las líneas de fuerza del campo nacen en las cargas positivas y mueren en las negativas. Son líneas abiertas.

Características del Campo Magnético

• El agente creador del campo es una carga en movimiento o un elemento de corriente eléctrica q, que es equivalente. El testigo del campo es exactamente lo mismo.
• Es un campo no conservativo, según la ley de Ampere. No tiene, por lo tanto, energía potencial asociada.
• El flujo a través de una superficie cerrada es cero; las líneas del campo magnético son cerradas, no tienen principio ni final. De esto se deduce que las líneas no tienen "fuentes ni sumideros" de campo.

Inducción Electromagnética

• Cuando existe un movimiento relativo entre imanes y circuitos cerrados, aparece en dichos circuitos una corriente eléctrica.
• El valor de la intensidad de dicha corriente es proporcional a la rapidez con la que se produce ese movimiento relativo.
• La corriente inducida se puede producir por varios factores: cambio en el valor del campo magnético, cambio en el valor de la superficie envuelta por la espira, cambio en la orientación de la espira o la superficie de ésta respecto al campo.
• En todos los casos, siempre influye en el valor de la corriente inducida la velocidad con la que se producen esos cambios anteriores.

Ley de Lenz

La corriente inducida tiene un sentido tal que produce un campo magnético cuyo flujo se opone al cambio en el flujo que la origina.

Teoría Corpuscular y Ondulatoria de la Luz

Teoría Corpuscular

Explicaba fenómenos como la propagación rectilínea de la luz, la formación de sombras y penumbras, la reflexión y la refracción.

Teoría Ondulatoria

Además de los fenómenos explicados por la teoría corpuscular, introducía la difracción.

Modelo Ondulatorio y Corpuscular: Reflexión

La reflexión es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz al encontrarse con un obstáculo o superficie de separación con otro medio que impide su propagación. Se rige por las siguientes reglas:

• El rayo incidente, el reflejado y la perpendicular (normal) a la superficie de separación de los medios se encuentran en un mismo plano.
• El ángulo que forma el rayo incidente con la normal es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la normal.

Reflexión Especular

Ocurre si todos los rayos de luz...