Ondas Electromagnéticas: Propagación, Refracción, Espectro y Aplicaciones
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Naturaleza de la Luz: Síntesis Electromagnética
Las ondas electromagnéticas son ondas transversales compuestas por un campo eléctrico (E) y un campo magnético (B), ambos perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación.
Producción de Ondas Electromagnéticas
Las ondas electromagnéticas se producen siempre que existan corrientes variables o que una partícula cargada esté sometida a una aceleración.
Espectro Electromagnético
El espectro electromagnético es el conjunto ordenado de las diferentes longitudes de onda o frecuencias en que puede descomponerse la radiación electromagnética. Sus límites se extienden desde las ondas de radio a los rayos gamma, siendo la región visible una mínima zona de dicho espectro.
Teorías sobre la Naturaleza de la Luz
- Teoría Corpuscular: La luz está formada por minúsculas partículas llamadas corpúsculos, lanzadas a gran velocidad por los cuerpos emisores. Estos corpúsculos estimulan el sentido de la visión y nos permiten ver. Se mueven con movimiento rectilíneo uniforme (MRU).
- Teoría Ondulatoria: La luz está formada por pequeñas ondas longitudinales semejantes a las ondas sonoras. Para su propagación, utiliza como soporte un medio elástico, denominado éter lumínico.
Propagación de la Luz
Propagación Rectilínea
Un rayo luminoso es una línea imaginaria perpendicular al frente de onda que definen los campos eléctrico y magnético.
Índice de Refracción
El índice de refracción es adimensional. A mayor refracción, el medio es más refringente, y la velocidad de la luz es menor. El índice de refracción depende de la longitud de onda utilizada.
Propagación en Medios Materiales
La frecuencia depende del foco emisor de la onda, no del medio en que se propaga. Cuando la luz pasa de un medio a otro más refringente, se propaga con menor velocidad y longitud de onda menor.
Principio de Fermat
La trayectoria que siguen los rayos de luz al propagarse de un punto a otro es aquella para la cual el tiempo invertido es mínimo.
Fenómenos de la Luz
Refracción
La refracción de la luz es el fenómeno por el cual los rayos luminosos cambian de dirección al pasar de un medio a otro diferente.
Ángulo Límite
El ángulo límite es el valor crítico del ángulo de incidencia para el que el rayo refractado saldrá rasante a la superficie de separación.
Índice de Refracción y Longitud de Onda
En el rango de luz visible, el índice de refracción disminuye ligeramente a medida que aumenta la longitud de onda de la luz que los está atravesando. Las radiaciones de menor longitud de onda son las que más se desvían, ya que a menor longitud de onda, mayor índice de refracción.
Espectroscopía
La espectroscopía es el conjunto de técnicas que permiten la separación y el estudio de las radiaciones monocromáticas que componen un haz de luz electromagnética.
Difracción de la Luz
La difracción de la luz es el fenómeno por el cual la luz es capaz de rodear obstáculos o de reproducirse al atravesar orificios, alcanzando puntos inaccesibles del espacio mediante la propagación rectilínea del foco emisor.
Polarización de la Luz
Un haz luminoso está polarizado linealmente si las oscilaciones del campo eléctrico tienen lugar siempre en la misma dirección.