generalidades y refracto
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catedras: fisica facultad de farmacia y bioquimica (uba)TRANSCRIPT
Módulo IVMódulo IV
Ondas Ondas electromagnéticaelectromagnética
ss
Radiación electromagnéticaRadiación electromagnética
¿Cómo está compuesta?¿Cómo está compuesta?
¿Cómo se propaga?¿Cómo se propaga?
¿Cuáles son sus propiedades?¿Cuáles son sus propiedades?
La Luz del SolLa Luz del Sol
Descomposición de la LuzDescomposición de la Luz
En 1666 Isaac En 1666 Isaac Newton descompone Newton descompone la luz utilizando un la luz utilizando un prismaprisma
Isaac NewtonIsaac Newton(1642-1727)(1642-1727)
1666
Magnetismo y ElectricidadMagnetismo y Electricidad En 1820 En 1820 CrhistianCrhistian
Oersted Oersted descubre que la descubre que la corriente eléctrica produce corriente eléctrica produce magnetismomagnetismo
Hans CrhistianHans CrhistianOerstedOersted
(1777-1851)(1777-1851)
1820
En 1831 En 1831 Michael FaradayMichael Faraday produce electricidad a produce electricidad a partir de magnetismopartir de magnetismo
Magnetismo y ElectricidadMagnetismo y ElectricidadMagnetismo y ElectricidadMagnetismo y Electricidad
1831
Ondas ElectromagnéticasOndas Electromagnéticas
En 1865 En 1865 James Clerk James Clerk MaxwellMaxwell descubre la descubre la conexión entre los dos conexión entre los dos fenómenosfenómenos
Formula la teoría de las Formula la teoría de las Ondas ElectromagnéticasOndas Electromagnéticas
La luz es una de ellasLa luz es una de ellas1865
VELOCIDAD
Longitud de onda
ONDAS
DE MATERIAELECTRO-
MAGNÉTICASMECÁNICASELÁSTICAS
FRECUENCIA
http://www.maloka.org/f2000/waves_particles/wavpart4.html
VELOCIDAD
Longitud de onda
ONDAS
DE MATERIAELECTRO-
MAGNÉTICASMECÁNICASELÁSTICAS
FRECUENCIA
http://www.maloka.org/f2000/waves_particles/wavpart4.html
El campo eléctrico y el magnético vibran en El campo eléctrico y el magnético vibran en fasefase
Son perpendiculares entre sí y con la Son perpendiculares entre sí y con la dirección de propagacióndirección de propagación
Onda electromagnéticaOnda electromagnética
Onda electromagnéticaOnda electromagnética
Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos sucesivos en igual fase de vibraciónsucesivos en igual fase de vibración
Frecuencia (ν): Número de ondas por unidad de Frecuencia (ν): Número de ondas por unidad de tiempotiempo
c = λ .
c = 300.000 Km/s
Frecuencia de una onda EMFrecuencia de una onda EM
Energía de una Onda EMEnergía de una Onda EM En 1900 descubre la En 1900 descubre la
relación entre energía y relación entre energía y frecuenciafrecuencia
(teoría del cuanto)(teoría del cuanto)
1900
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
Albert Einstein
(1879-1955)
Explicación del fenómeno fotoeléctrico
1905
Si la energía del fotón h 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 Espectro de radiación electromagnéticaelectromagnética
“ONDAONDA”CUANTOSCUANTOS
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
““LUZ”LUZ”
“ONDAONDA”
VELOCIDAD
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
REFLEXION
REFRACCIÓN INTERFERENCIA
POLARIZACIÓN
MATERIA
DISPERSIÓNDIFRACCIÓN
VELOCIDAD
MATERIA
CUANTOCUANTO
ESPECTROS
NIVELES DE ENERGÍA
EMISIÓN ABSORCIÓN
EQUIPOSDE
DETECCIÓN
ESPECTROS
NIVELES DE ENERGÍA
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
REFRACTÓMETRO
INSTRUMENTALINSTRUMENTAL
RMN
EPR
ABSORCIÓN ATÓMICA
ESPECTROFOTÓMETRODIFRACCIÓNDE RAYOS X
ESPECTROSCOPIO
FOTÓMETRODE LLAMA
POLARÍMETRO
De la onda al rayo…De la onda al rayo…
Arco iris primario y Arco iris primario y secundariosecundario
The rainbow is caused by refraction
and reflection in falling water
droplets.
Halo solarHalo solar Ocurre alrededor del sol en climas fríos Ocurre alrededor del sol en climas fríos
por la presencia de cristales de hielo en por la presencia de cristales de hielo en el aireel aire
ReflexiónReflexión
Fracción Fracción reflejada en reflejada en función del función del ángulo de ángulo de incidenciaincidencia
Refracción de la luzRefracción de la luz
RefracciónRefracción n1 sen i = n2 sen rn1 sen i = n2 sen r n1 = índice de refracción del n1 = índice de refracción del
medio del que procede.medio del que procede.i = ángulo de incidenciai = ángulo de incidencian2 = índice de refracción del n2 = índice de refracción del medio en el que se refracta.medio en el que se refracta.r = ángulo de refracciónr = ángulo de refracción
Velocidad e índice de Velocidad e índice de refracciónrefracción
MaterialRefractive
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 límiteAngulo límite
Variación del Variación del índice de índice de refracción refracción
con la con la longitud de longitud de
ondaonda
Dispersión de la Dispersión de la luzluz
Difracción con rendija Difracción con rendija circularcircular
Difracción con dos rendijasDifracción con dos rendijas
Difracción con triple y múltiple Difracción con triple y múltiple rendijarendija
Red de difracciónRed de difracción
Difracción en un CDDifracción en un CD
Los tracks de un Los tracks de un compact compact discdisc actúan como una red actúan como una red de difracción, produciendo de difracción, produciendo una separación de los una separación de los colores de la luz. La colores de la luz. La separación entre tracks es separación entre tracks es de 1,6 micrones, que de 1,6 micrones, que equivale a 625 “rendijas” equivale a 625 “rendijas” o espejitos/mm, que o espejitos/mm, que provocan el fenómeno de provocan el fenómeno de difracción. difracción.
Interferencia constructivaInterferencia constructivaDos ondas en fase, de
distinta fuente presentan
interferencia constructiva si
d2 - d1 = n l
n = 0, 1, 2, 3, .....-------------------------------
---La diferencia debe ser un número entero de longitudes de onda
Interferencia destructivaInterferencia destructiva
Dos ondas en fase, de distinta fuente
presentan interferencia constructiva si
d2 - d1 = (2n + 1) (/2)
n = 0, 1, 2, 3, .....-------------------------------
La diferencia debe ser de ½ longitud de onda
Filtros interferencialesFiltros interferenciales Si un espacio delgado y Si un espacio delgado y
transparente es encerrado entre 2 transparente es encerrado entre 2 capas semirreflectivas, tienen lugar capas semirreflectivas, tienen lugar múltiples reflexiones y la múltiples reflexiones y la interferencia que se produce puede interferencia que se produce puede ser usada para seleccionar una ser usada para seleccionar una longitud de onda. Si el espacio es de longitud de onda. Si el espacio es de ½ ½ de la de la deseada, las otras deseada, las otras longitudes serán atenuadas por longitudes serán atenuadas por interferencia. Si la capa de atrás es interferencia. Si la capa de atrás es totalmente reflectiva, el dispositivo totalmente reflectiva, el dispositivo se conoce como espejo dicroico, que se conoce como espejo dicroico, que refleja solamente la refleja solamente la seleccionadaseleccionada. .
Interferómetro de MichelsonInterferómetro de Michelson
Refractómetro Refractómetro de Abbede Abbe
Marcha de rayos en el Marcha de rayos en el refractómetrorefractómetro
Refracción en el prismaRefracción en el prisma
Direcciones de appletsDirecciones de applets 11 RADIACIÓN ELECTROMAGNETICARADIACIÓN ELECTROMAGNETICA http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/polarizedlight/emwave/index.htmlhttp://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/polarizedlight/emwave/index.html 2.2. PRINCIPIO DE HUYGENS (ACORTADO)PRINCIPIO DE HUYGENS (ACORTADO): :
http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/huygens_applet.htmlhttp://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/huygens_applet.html 2’. PRINCIPIO DE HUYGENS2’. PRINCIPIO DE HUYGENS: : http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/huygens/huygens.html http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/huygens/huygens.html 33. . LEYES DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓNLEYES DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN: :
http://acept.la.asu.edu/PiN/act/refract/refract.shtmhttp://acept.la.asu.edu/PiN/act/refract/refract.shtm http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/light/refracciones.htmlhttp://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/light/refracciones.html 4. 4. DISPERSIÓN DE LA LUZDISPERSIÓN DE LA LUZ http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/dispersion/arcoiris.htmlhttp://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/dispersion/arcoiris.html 5. INTERFERENCIA5. INTERFERENCIA - - PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓNPRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN http://stwi.weizmann.ac.il/Lasers/laserweb/Java/Superposition/home.htmlhttp://stwi.weizmann.ac.il/Lasers/laserweb/Java/Superposition/home.html 66. . SUPERPOSICIÓN EN DOS EN DIRECCIONES ENCONTRADASSUPERPOSICIÓN EN DOS EN DIRECCIONES ENCONTRADAS http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/waveSuperposition/waveSuperposition.htmlhttp://www.phy.ntnu.edu.tw/java/waveSuperposition/waveSuperposition.html 7. DIFRACCIÓN 1 RENDIJA 7. DIFRACCIÓN 1 RENDIJA http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/diffraction/basicdiffraction/index.htmlhttp://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/diffraction/basicdiffraction/index.html 8. DIFRACCION DOBLE RENDIJA:8. DIFRACCION DOBLE RENDIJA:
http://webphysics.ph.msstate.edu/javamirror/interf/interference.htmlhttp://webphysics.ph.msstate.edu/javamirror/interf/interference.html