Principios de Electromagnetismo y Óptica Geométrica Explicados

Principios Fundamentales del Electromagnetismo

Ley de Lenz

El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que la produce.

Ley de Faraday

La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a la velocidad con que varía el flujo magnético a través de dicho circuito, cambiado de signo.

Óptica Geométrica: Reflexión y Refracción

Formación de Imágenes en Espejos Esféricos

Espejos Convexos

La imagen formada por un espejo convexo es siempre virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto.

Espejos Cóncavos

La naturaleza de la imagen depende de la posición del objeto:

• Si el objeto está a más distancia que el centro de curvatura: la imagen es real, invertida y de menor tamaño.
• Si el objeto está sobre el centro de curvatura: la imagen se forma en el centro de curvatura, es real, invertida y del mismo tamaño que el objeto.
• Si el objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco: la imagen es real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.
• Si el objeto se sitúa en el foco: no se forma imagen (o se forma en el infinito), ya que los rayos reflejados son paralelos y no se cortan.
• Si el objeto está entre el foco y el polo del espejo: la imagen es virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto.

Leyes Fundamentales de la Óptica

Leyes de la Reflexión

1. El rayo incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo reflejado están situados en el mismo plano.
2. El ángulo de incidencia (i) y el de reflexión (r’) son iguales.

Leyes de la Refracción (Ley de Snell)

1. El rayo incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo refractado están situados en el mismo plano.
2. La razón entre el seno del ángulo de incidencia (i) y el seno del ángulo de refracción (r) es una constante, igual a la razón entre las respectivas velocidades de propagación del movimiento ondulatorio. Esta relación se conoce como la Ley de Snell: n₁ sen(ϕ₁) = n₂ sen(ϕ₂).

Fenómenos Asociados a la Refracción

Ángulo Límite

Cuando la luz pasa de un medio a otro de índice de refracción menor, existe un cierto ángulo de incidencia, llamado ángulo límite, para el que el ángulo de refracción vale 90°.

Reflexión Total Interna

Este fenómeno aparece cuando la luz pasa de un medio de índice de refracción mayor a otro de índice de refracción menor. De acuerdo con la Ley de Snell, cuando un rayo de luz pasa de un medio con un índice de refracción mayor a otro con un índice menor, el ángulo de refracción es mayor que el de incidencia. Al ir aumentando el ángulo de incidencia, también aumenta el de refracción. Cuando el ángulo de refracción llega a valer 90°, se alcanza el ángulo de incidencia crítico (ϕc). Para ángulos de incidencia iguales o mayores que este ángulo crítico, no hay rayo refractado; a este fenómeno se le denomina reflexión total interna.