Reflexión, Refracción e Inducción Electromagnética: Principios Fundamentales

Reflexión y Refracción de la Luz

La luz visible es un tipo particular de onda electromagnética. Como toda onda, puede sufrir reflexión y refracción. Son dos fenómenos ondulatorios que ocurren cuando una onda (luz, en este caso) que se propaga por un medio incide sobre la frontera con otro medio distinto. Además, puede que parte de la energía de la onda incidente sea absorbida por las partículas del nuevo medio.

Reflexión

Al llegar la onda incidente a la frontera con el medio 2, los puntos de la frontera generan una nueva onda que se propaga por el medio 1. La onda reflejada tiene igual frecuencia, longitud de onda, y velocidad de propagación que la onda incidente. El ángulo que forma la dirección con la normal a la frontera es igual al de la onda incidente.

Refracción

Se forma una onda luminosa que se transmite por el nuevo medio. Los puntos de la frontera se contagian de la vibración de la onda incidente y dan lugar a lo que se denomina onda refractada. La frecuencia de la onda sigue siendo la misma (dependía sólo del foco emisor), pero como ahora el medio es diferente, la velocidad de propagación también lo será y, por tanto también variarán la longitud de onda y la dirección de propagación.

Inducción Electromagnética

La inducción electromagnética es la generación de corriente eléctrica en un circuito por efecto de un campo magnético. Este fenómeno fue observado en el s. XIX por Faraday, Henry y otros científicos. Describimos a continuación algunas de las experiencias que hicieron.

Experiencias de Faraday

Faraday observa que, colocando un imán frente a una espira conductora, no se observa corriente en la espira mientras mantenemos ambos en reposo, pero sí se mide paso de corriente cuando los acercamos o alejamos. El sentido de la corriente depende de si acercamos o alejamos, y de qué polo enfrentemos a la espira.

Faraday también observa que, situando dos bobinas, una arrollada alrededor de la otra, al circular corriente variable por una de ellas (por ejemplo, al conectar el interruptor), se induce corriente en el otro circuito. La inducción de corriente en el secundario se interrumpe al estabilizarse el paso de corriente en el primer circuito.

Experiencia de Henry

Henry coloca un trozo de material conductor entre dos imanes. Cierra el circuito conectando el conductor a un amperímetro. Observa que al mover el conductor se origina corriente en él.

Tanto Faraday como Lenz explican las características de este fenómeno:

• El origen de la corriente inducida está en la variación del campo magnético que atraviesa la superficie delimitada por la espira. (Lenz)
• Dicho de otra forma, está originada por la variación de flujo magnético que atraviesa la espira (Faraday)
• El sentido de la corriente es tal que origina un nuevo campo magnético inducido, que se opone a la variación del campo magnético existente. (Lenz).
• Se opone a la variación del flujo (Faraday)

Teniendo en cuenta todo esto, llegamos a la ley de Faraday sobre la inducción electromagnética: "La corriente inducida en un circuito es originada por la variación del flujo magnético que atraviesa dicho circuito. Su sentido es tal que se opone a dicha variación." La expresión de esta ley queda (formula)