Ley de Faraday y Lenz: Inducción Electromagnética y Ondas

Ley de Faraday y Ley de Faraday-Lenz

Conclusiones de los Experimentos de Faraday

1. Variación del campo magnético (B): Perturbación del sistema.
2. La perturbación genera una corriente inducida.
3. La perturbación se relaciona con las líneas de campo magnético que atraviesan la bobina.

Estos conceptos, unidos al de flujo magnético, dan lugar a la Ley de Faraday: La variación del flujo magnético que atraviesa un circuito (con bobina) crea una fuerza electromotriz (voltaje) directamente proporcional a dicha variación.

Ley de Lenz

Predice el sentido de la corriente inducida: la corriente inducida se opone a la causa que la produce. Es consecuencia del principio de Le Chatelier del equilibrio químico.

Ley de Faraday-Lenz

Combina ambos principios para describir la inducción electromagnética.

Periodicidad Temporal/Espacial de una Onda

Una onda armónica es periódica en el tiempo/espacio cuando su elongación se repite cada cierto tiempo/espacio, denominado periodo/longitud de onda, y en cualquier múltiplo de estos.

Intensidad de una Onda

Es la energía que transporta la onda por unidad de tiempo y superficie perpendicular a la dirección de propagación.

Sonido

El sonido se compone de ondas mecánicas longitudinales de presión, con frecuencias entre 20 y 20000 Hz (límite de audición humana). A menor frecuencia, el sonido es grave; a mayor frecuencia, agudo. La percepción de la sonoridad no es lineal con la intensidad, por lo que se usan escalas logarítmicas. Los umbrales de audición (10^-12 W/m²) y dolor (1 W/m²) varían según la frecuencia.

Principio de Huygens

• Un pulso es la propagación de una sola vibración, mientras que un tren de ondas es la propagación de muchas.
• Enunciado: Cada punto de un frente de onda actúa como emisor de nuevas ondas elementales que se propagan en todas direcciones. La envolvente de estas nuevas ondas forma el nuevo frente de onda.
• Este principio explica cómo se propagan las ondas.

Difracción

Fenómeno que ocurre cuando un obstáculo bloquea parte de un frente de onda. Los puntos del frente de onda no bloqueados actúan como nuevos emisores de ondas (Principio de Huygens), lo que permite que la onda rodee el obstáculo.

Características del Movimiento Ondulatorio

• Propagación de una perturbación: El movimiento ondulatorio implica la propagación de una perturbación a través de un medio.
• Longitud de onda: Distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración.
• Velocidad de propagación: Depende de las propiedades del medio (elasticidad, densidad, temperatura).
• Pulso: Propagación de una única vibración.
• Periodo: Tiempo que tarda una onda en recorrer una longitud de onda. Corresponde al periodo del Movimiento Armónico Simple (MAS) que genera la onda.
• Frecuencia: Número de vibraciones por segundo (Hz). Es la inversa del periodo.