Mdulo IV Ondas electromagnticas Radiacin electromagntica Cules son

Módulo IV Ondas electromagnéticas

Radiación electromagnética ¿Cuáles son sus propiedades? ¿Cómo está compuesta? ¿Cómo se propaga?

La Luz del Sol

Descomposición de la Luz n Isaac Newton (1642 -1727) 1666 En 1666 Isaac Newton descompone la luz utilizando un prisma

Magnetismo y Electricidad n Hans Crhistian Oersted (1777 -1851) 1820 En 1820 Crhistian Oersted descubre que la corriente eléctrica produce magnetismo

Magnetismo y Electricidad n 1831 En 1831 Michael Faraday produce electricidad a partir de magnetismo

Ondas Electromagnéticas n n n 1865 En 1865 James Clerk Maxwell descubre la conexión entre los dos fenómenos Formula la teoría de las Ondas Electromagnéticas La luz es una de ellas

Longitud de onda VELOCIDAD FRECUENCIA ONDAS MECÁNICAS ELÁSTICAS ELECTROMAGNÉTICAS DE MATERIA http: //www. maloka. org/f 2000/waves_particles/wavpart 4. html

Longitud de onda VELOCIDAD FRECUENCIA ONDAS MECÁNICAS ELÁSTICAS ELECTROMAGNÉTICAS DE MATERIA http: //www. maloka. org/f 2000/waves_particles/wavpart 4. html

Onda electromagnética n n El campo eléctrico y el magnético vibran en fase Son perpendiculares entre sí y con la dirección de propagación

Onda electromagnética n n Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos sucesivos en igual fase de vibración Frecuencia (ν): Número de ondas por unidad de tiempo c=λ. c = 300. 000 Km/s

Frecuencia de una onda EM

Energía de una Onda EM En 1900 descubre la relación entre energía y frecuencia (teoría del cuanto) n 1900

Explicación del fenómeno fotoeléctrico Einstein postulaba que la luz no llega de una manera continua, sino que está compuesta por pequeños paquetes de energía, a los que llamó “cuantos”. Por medio de la hipótesis cuántica, formulada por M. Planck cinco años antes, Einstein logró dar una explicación al fenómeno según el cual la energía de los electrones emitidos no depende de la intensidad de la luz incidente 1905 Albert Einstein (1879 -1955)

Si la energía del fotón hn es muy pequeña, ningún electrón se libera y no hay señal de corriente en el instrumento. Si los fotones tienen energías mayores que las requeridas para "sacar" electrones de la superficie, este "exceso" se transforma en "energía cinética y hay corriente

Cuando la luz llega a la superficie del metal la energía no se reparte equitativamente entre los átomos, la energía es absorbida y emitida en forma discontinua, ella se transmite e impacta de manera también discontinua o discreta: en paquetes o cuantos (fotones)

Espectro de radiación electromagnética

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS “LUZ” CUANTOS “ONDA”

VELOCIDAD ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS “ONDA” REFRACCIÓN REFLEXION MATERIA DIFRACCIÓN DISPERSIÓN INTERFERENCIA POLARIZACIÓN

VELOCIDAD ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS CUANTO ESPECTROS MATERIA EMISIÓN NIVELES DE ENERGÍA ABSORCIÓN EQUIPOS DE DETECCIÓN NIVELES DE ENERGÍA

RMN POLARÍMETRO FOTÓMETRO DE LLAMA ESPECTROSCOPIO DIFRACCIÓN DE RAYOS X REFRACTÓMETRO INSTRUMENTAL EPR ABSORCIÓN ATÓMICA ESPECTROFOTÓMETRO

De la onda al rayo…

Arco iris primario y secundario The rainbow is caused by refraction and reflection in falling water droplets.

Halo solar n Ocurre alrededor del sol en climas fríos por la presencia de cristales de hielo en el aire

Reflexión

Fracción reflejada en función del ángulo de incidencia

Refracción de la luz

Refracción n 1 sen i = n 2 sen r n 1 = índice de refracción del medio del que procede. i = ángulo de incidencia n 2 = índice de refracción del medio en el que se refracta. r = ángulo de refracción

Velocidad e índice de refracción Material Refractive Index Air 1. 0003 Water 1. 33 Glycerin 1. 47 Immersion Oil 1. 515 Glass 1. 52 Flint 1. 66 Zircon 1. 92 Diamond 2. 42 Lead Sulfide 3. 91

Angulo límite

Variación del índice de refracción con la longitud de onda

Dispersión de la luz

Difracción con rendija circular

Difracción con dos rendijas

Difracción con triple y múltiple rendija

Red de difracción

Difracción en un CD n Los tracks de un compact disc actúan como una red de difracción, produciendo una separación de los colores de la luz. La separación entre tracks es de 1, 6 micrones, que equivale a 625 “rendijas” o espejitos/mm, que provocan el fenómeno de difracción.

Interferencia constructiva Dos ondas en fase, de distinta fuente presentan interferencia constructiva si d 2 - d 1 = n l n = 0, 1, 2, 3, . . . ----------------La diferencia debe ser un número entero de longitudes de onda

Interferencia destructiva Dos ondas en fase, de distinta fuente presentan interferencia constructiva si d 2 - d 1 = (2 n + 1) ( /2) n = 0, 1, 2, 3, . . . ---------------La diferencia debe ser de ½ longitud de onda

Filtros interferenciales n Si un espacio delgado y transparente es encerrado entre 2 capas semirreflectivas, tienen lugar múltiples reflexiones y la interferencia que se produce puede ser usada para seleccionar una longitud de onda. Si el espacio es de ½ de la deseada, las otras longitudes serán atenuadas por interferencia. Si la capa de atrás es totalmente reflectiva, el dispositivo se conoce como espejo dicroico, que refleja solamente la seleccionada.

Interferómetro de Michelson

Refractómetro de Abbe

Marcha de rayos en el refractómetro

Refracción en el prisma

Direcciones de applets n n n n 1 RADIACIÓN ELECTROMAGNETICA http: //micro. magnet. fsu. edu/primer/java/polarizedlight/emwave/index. html 2. PRINCIPIO DE HUYGENS (ACORTADO): http: //enebro. pntic. mec. es/~fmag 0006/huygens_applet. html 2’. PRINCIPIO DE HUYGENS: http: //acacia. pntic. mec. es/~jruiz 27/huygens. html 3. LEYES DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN: http: //acept. la. asu. edu/Pi. N/act/refract. shtm http: //acacia. pntic. mec. es/~jruiz 27/light/refracciones. html 4. DISPERSIÓN DE LA LUZ http: //acacia. pntic. mec. es/~jruiz 27/dispersion/arcoiris. html 5. INTERFERENCIA - PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN http: //stwi. weizmann. ac. il/Lasers/laserweb/Java/Superposition/home. html 6. SUPERPOSICIÓN EN DOS EN DIRECCIONES ENCONTRADAS http: //www. phy. ntnu. edu. tw/java/wave. Superposition. html 7. DIFRACCIÓN 1 RENDIJA http: //micro. magnet. fsu. edu/primer/java/diffraction/basicdiffraction/index. html 8. DIFRACCION DOBLE RENDIJA: http: //webphysics. ph. msstate. edu/javamirror/interference. html