MEDIDA DE LONGITUDES DE ONDA POR EL MÉTODO DE YOUNG

Aspectos teóricos

A partir de la experiencia de Young, se sabe que la luz, al comportarse como una onda, puede producir interferencias al interactuar un rayo de luz con otro. Utilizando esta propiedad de la luz y mediante cálculos matemáticos, podemos calcular la longitud de onda de los rayos que interactúa siempre que estos cumplan una serie de propiedades:
- deben de ser iguales, de manera que tengan la misma longitud de onda ,
- deben de tener la misma fase en las fuentes.

Un gráfico ilustrativo del experimento es el siguiente:

Dos rayos de distintas fuentes pero coherentes producirán interferencias constructivas o destructivas cuando sus máximos o sus mínimos coincidan. Con esto podemos ver que en un plano paralelo a las fuentes se producirán interferencias, donde la separación entre máximo y máximo (i) dependerá de la distancia a las fuentes (D), de la longitud de onda () y de la separación entre las dos fuentes de luz (d).

Matemáticamente se puede ver que si  es la longitud de onda, tendremos dos máximos cuando la diferencia de caminos () de los dos rayos es igual a un número entero de longitudes de onda; por tanto, para que se produzca interferencia constructiva:



De la geometría del dibujo se deduce que:



Donde x representa la distancia de una interferencia al centro de la pantalla. Sin embargo la distancia al centro de la pantalla es muy difícil de hallar experimentalmente.
Supongamos que en x hay n máximos, y que la distancia entre máximos es i. Entonces podemos escribir x como:



Pero teniendo en cuenta la relación ya obtenida antes tenemos que:


Resultado que relacionado con el anterior nos lleva a:





Por tanto, a partir de la medida de i, d y D podemos calcular la longitud de onda de la luz que interfiere.

La práctica que vamos a realizar consta básicamente de esto; montamos un sistema en el que, tras visualizar las interferencias producidas por una lámpara, medimos los valores de i, d y D para dar un valor experimental de la longitud de onda correspondiente a la luz que interfiere. En vez de dos focos de luz utilizaremos un biprisma de Fresnel, que a partir de un haz de luz obtendremos dos y por tanto estará asegurada la coherencia de los rayos.


Material a emplear en la práctica

Los distintos elementos que vamos a utilizar en la práctica son:
- Lámpara espectral
- Rendija
- Biprisma de Fresnel
- Lente convergente
- Ocular micrométrico
- Microscopio de banco
- Banco óptico
- Diafragma

A continuación se describen los siguientes pasos que damos, así como las medidas que vamos tomando.


Centrado del sistema.
Para realizar correctamente las medidas, es necesario que nuestro sistema esté adecuadamente centrado. Es importante entonces que TODOS LOS ELEMENTOS ESTÉN A LA MISMA ALTURA y centrados en el eje óptico. Para ello:

1º
Colocamos la lámpara espectral en un extremo del banco óptico, y a continuación, sobre el banco, fijamos la rendija. Es importante que la rendija esté lo más cerca posible de los demás elementos, así que lo ponemos en la posición en la que la rendija quede lo más alejada de la lámpara; es conveniente que la apertura de la rendija sea lo más pequeña posible.
A continuación de la rendija colocamos el microscopio de banco (bastante cerca) y enfocamos hasta ver nítidamente la rendija centrada en el retículo; tenemos ahora fijado nuestro eje óptico. No debemos volver a enfocar el microscopio, así que debemos tener mucho cuidado.

2º
Separamos de su posición el microscopio y fijamos lo más cerca posible de la rendija el biprisma de Fresnel. El biprisma estará sobre una base que nos permita su movimiento, además de sobre el banco, también de manera perpendicular al eje del banco.
Nuestro objetivo ahora es centrar el eje del prisma al eje óptico que ya hemos definido. Para ello enfocamos con microscopio las dos imágenes de la rendija que nos da el biprisma; para que el biprisma esté centrado, debemos ver:
- las imágenes de las rendijas paralelas al retículo del microscopio,
- y a la misma distancia del centro del retículo una imagen de la rendija que la otra.
Una primera aproximación la podemos realizar con el microscopio, girando la rendija y desplazando lateralmente el biprisma.
Sin embargo, es un ajuste demasiado tosco, es necesaria la utilización del ocular.

3º
Retiramos el microscopio (no variar el enfoque, sólo retirarlo) del banco y colocamos sobre él el ocular. Podremos ver ahora las rayas de interferencia, que variarán según acerquemos o alejemos el ocular al biprisma. Cuando el biprisma esté centrado, entonces al desplazar el ocular hacia delante y hacia atrás, lo único que variará será la distancia entre las interferencias pero las franjas deben de quedar centradas. Una imagen de las interferencias sobre el ocular:





Para conseguir centrar el biprisma:
- Damos pequeños giros a la rendija; cuando ésta sea paralela al biprisma, las interferencias serán más nítidas. Recordar también que cuanto más cerrada esté la rendija, mejor visión tendremos.
- Con el ocular alejado del biprisma, lo movemos hacia atrás, de manera que si las franjas se desplazan hacia la izquierda desplazamos el biprisma hacia la derecha y viceversa.
- Acercamos el ocular al biprisma, y ahora lo que centramos si no vemos las franjas centradas es el ocular, no el biprisma.
- Volvemos hacia detrás y repetimos para verlo correctamente.

En este momento podemos decir que nuestro sistema está centrado y ya podemos comenzar a tomar valores para i, D y d.


Medida de la interfranja (i).
El primer dato experimental que vamos a medir es la distancia de la interfranja, es decir, la distancia que en nuestro ocular hay entre dos máximos consecutivos o dos mínimos (dos zonas claras o dos zonas oscuras).
Para ello vamos a utilizar el retículo móvil del ocular que está accionado por un tornillo micrométrico. Como es muy difícil medir la distancia de una a otra franja, lo hacemos para un número elevado y dividimos la distancia total entre el número de franjas contabilizadas; el proceso será:
- Fijamos el ocular móvil en una de las franjas de los extremos, y anotamos la posición que nos da el tornillo micrométrico.
- Giramos el tornillo de manera que el retículo se desplace hacia el otro extremo del ocular y contamos hasta 15 máximos, 15 zonas iluminadas; detenemos entonces el giro del tornillo.
- Anotamos la nueva posición que nos da el tornillo, hallamos la diferencia con la otra marca y ya tenemos el movimiento desplazado por el tornillo.
- Si dividimos el movimiento desplazado por el tornillo entre 15, que es el número de interfranjas, obtenemos la distancia de interfranja (i) buscada.
A continuación está la tabla de valores que hemos obtenido, donde x1 representa la posición inicial del tornillo, x2 la posición final e i la distancia interfranja buscada:

x1 ± 0,005 x2 ± 0,005 (x1-x2) ± 0,01 i
11,370 1,525 9,845 0,656
11,505 2,140 9,365 0,624
11,015 1,545 9,470 0,631
11,455 1,550 9,905 0,660
11,430 1,560 9,870 0,658
Media 11,355 1,664 9,691 0,64606667

De los anteriores datos obtenemos que:

I (mm)
Media: 0,65
Eesc: 0,0013
Eacc: 0,03
Etotal: 0,03


Medida de la distancia Pantalla - Fuentes (D).
El siguiente dato experimental que vamos a calcular va a ser la distancia que separa las fuentes de los rayos (las imágenes de las rendijas) y la pantalla donde vemos las franjas de interferencia (el retículo del ocular); a esta separación es a la que hemos llamado D.
Las medidas las vamos a realizar con la ayuda del microscopio. Para ello:
- Colocamos el microscopio a continuación del biprisma y lo desplazamos sobre el banco hasta enfocar las dos rendijas; anotamos la posición que nos marca el microscopio sobre el banco óptico.
- Colocamos ahora el microscopio a continuación del ocular, enfocamos las letras del extremo del ocular y anotamos la posición que nos marca el microscopio. La separación entre ambas posiciones será en principio la separación entre pantalla y fuente D. Sin embargo no hemos enfocado el retículo, si no una cara exterior del ocular; para solucionarlo restamos a la separación D 27 mm que es, aproximadamente, la separación entre el retículo y el extremo del ocular. El nuevo valor es el correcto.
Los valores que hemos obtenido son los siguientes, donde x2 es la posición sobre el banco del microscopio cuando enfocamos las rendijas y x1 es la posición del microscopio cuando enfocamos la cara del anteojo:

x1 ± 0,01 x2 ± 0,01 (x1-x2-2,7) ± 0,02
263,95 185,35 75,90
264,09 185,08 76,31
264,27 185,37 76,20
264,38 185,29 76,39
264,05 185,26 76,09
Media 264,148 185,27 76,18

De donde:

D (mm) = 761,8 ± 0,2
Medida de la distancia fuentes (rendijas) (d).
El último dato que nos falta es la distancia de separación entre las fuentes de luz, en nuestro caso, la distancia que separa las dos imágenes de las rendijas, que lo hemos llamado d. Para ello utilizaremos una lente convergente y un diafragma.
Si colocamos una lente convergente entre el ocular y el biprisma habrá dos posiciones de la lente sobre el banco en la que veamos nítidamente las imágenes de las rendijas sobre el ocular; sin embargo las distancias de separación entre las rendijas será distintas en los dos caso: d1 y d2. Se puede demostrar que la raíz del producto de ambas distancias es la distancia real, de manera que:





El diafragma lo utilizaremos para evitar las aberraciones y lo colocaremos inmediatamente después de la lente.
Por tanto, el proceso experimental será el siguiente:
- Colocamos la lente en una posición donde veamos nítidamente (con la ayuda del diafragma) las dos imágenes de la rendija y con la ayuda del retículo móvil del ocular y del tornillo micrométrico medimos la distancia entre las dos imágenes sobre nuestro retículo: d1.
- Buscamos la segunda posición de la lente donde vemos nítidamente las imágenes de la rendija y medimos la distancia entre ellas con el tornillo y el retículo móvil: d2.
- La raíz del producto de ambas es el valor buscado para d.
A continuación están los datos que hemos tomado para los cálculos, siendo x1 y x2 las posiciones iniciales y finales del retículo al medir d1 y d2

d1
x1 ± 0,005 x2 ± 0,005 (x1-x2) ± 0,01
6,270 5,995 0,275
6,225 5,955 0,270
6,340 6,065 0,275
6,270 6,040 0,230
6,270 5,995 0,275
Media 6,275 6,01 0,265

d2
x1 ± 0,005 x2 ± 0,005 (x1-x2) ± 0,01
7,275 5,510 1,765
7,430 5,730 1,700
7,290 5,630 1,660
7,275 5,575 1,700
7,290 5,625 1,665
Media 7,312 5,614 1,698




De los anteriores datos obtenemos que:

d
Media: 0,67
Eesc: 0,01
Eacc: 0,05
Etotal: 0,06


Cálculos finales ().
Disponemos ya de todos los datos necesarios para calcular la longitud de onda de la luz que nos da la lámpara. Con estos datos y sus errores y mediante la fórmula que ya hemos visto al principio de la explicación obtenemos que:

 (m): 5,688898E-07
Eesc: 1E-05
Eacc: 2E-05
Etotal: 3E-05

De donde:

 = 568  3 nm

Que es el valor experimental que hemos hallado para la longitud de onda de la luz que emite la lámpara utilizada.

Interferencia de Onda

Un objeto material como, por ejemplo, una piedra, no comparte con otra piedra el espacio que ocupa. Pero puede existir más de una vibración u onda en el mismo espacio al mismo tiempo. Si arrojas dos piedras al agua, las ondas que produce cada una pueden superponerse y formar un patrón de interferencia. En este patrón los efectos de las ondas se pueden incrementar, reducir o neutralizar.Cuando la cresta de una onda se superpone a la cresta de otra, los efectos individuales se suman. El resultado es una onda de mayor amplitud. A este fenómeno se le llama interferencia constructiva, o refuerzo, en donde se dice que las ondas están en fase. Cuando la cresta de una onda se superpone al valle de otra, los efectos individuales se reducen. La parte alta de una onda llena simplemente la parte baja de la otra. A esto se le llama interferencia destructiva, o cancelación, donde decimos que las ondas están fuera de fase.La interferencia es un fenómeno característico de todo movimiento ondulatorio, trátese de ondas en el agua, ondas sonoras u ondas de luz.La interferencia de ondas de luz causa, por ejemplo, las irisaciones (brillo como los colores del arco iris) que se ven a veces en las burbujas de jabón. La luz blanca está compuesta por ondas de luz de distintas longitudes de onda. Las ondas de luz reflejadas en la superficie interior de la burbuja interfieren con las ondas de esa misma longitud reflejadas en la superficie exterior. En algunas de las longitudes de onda, la interferencia es constructiva, y en otras destructiva. Como las distintas longitudes de onda de la luz corresponden a diferentes colores, la luz reflejada por la burbuja de jabón aparece coloreada.Las ondas de radio interfieren entre sí cuando rebotan en los edificios de las ciudades, con lo que la señal se distorsiona. Cuando se construye una sala de conciertos hay que tener en cuenta la interferencia entre ondas de sonido, para que una interferencia destructiva no haga que en algunas zonas de la sala no puedan oírse los sonidos emitidos desde el escenario. Arrojando objetos al agua estancada se puede observar la interferencia de ondas de agua, que es constructiva en algunos puntos y destructiva en otros.

Laura Churi 6to Medicina

interferencia de ondas

Fabricio Palermo

INTERFERENCIA.

Tatiana Gutierrez, Leandro Peregalli... 6º Medicina...

Interferencia

Patrón de Interferencia: Los efectos de las ondas se pueden incrementar, reducir o neutralizar

Interferencia Constructiva: Las ondas se suman, es decir, las crestas, y los valles se superponen.

Interferencia Destructiva: La onda se neutraliza, es decir, una cresta se superpone a un valla, y viceverza, por lo tanto la onda se destruye, al llenar los espacios que lo necesitan.





Laura Churi 6to Medicina

DIFRACCION

Patrón de difracción obtenido por una rendija simple.

Comparación entre los patrones de difracción e interferencia producidos por una doble rendija (arriba) y cinco rendijas (abajo).

En física, la difracción es un fenómeno característico de las ondas que consiste en la dispersión y curvado aparente de las ondas cuando encuentran un obstáculo. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, un haz angosto de ondas de luz de un láser deben finalmente divergir en un rayo más amplio a una distancia suficiente del emisor.

El fenómeno de la difracción es un fenómeno de tipo interferencial y como tal requiere la superposición de ondas coherentes entre sí.
Se produce cuando la longitud de onda es mayor que las dimensiones del objeto, por tanto, los efectos de la difracción disminuyen hasta hacerse indetectables a medida que el tamaño del objeto aumenta comparado con la longitud de onda.
En el espectro electromagnético los Rayos X tienen longitudes de onda similares a las distancias interatómicas en la materia. Es posible por lo tanto utilizar la difracción de rayos X como un método para explorar la naturaleza de la estructura cristalina. La difracción producida por una estructura cristalina verifica la ley de Bragg.
Debido a la dualidad onda-corpúsculo característica de la mecánica cuántica es posible observar la difracción de partículas como neutrones o electrones. En los inicios de la mecánica cuántica este fue uno de los argumentos más claros a favor de la descripción ondulatoria que realiza la mecánica cuántica de las partículas subatómicas.
Como curiosidad, esta técnica se utilizó para intentar descubrir la estructura del ADN, y fue una de las pruebas experimentales de su estructura de doble hélice propuesta por James Watson y Francis Crick en 1953.

Límite de resolución por difracción

Disco de Airy ideal producido por la difracción de una fuente de luz puntual a través de un sistema óptico de abertura circular.

La difracción es un factor limitante en la calidad de las imágenes producidas por ocultamiento óptico. La difracción producida por una apertura circular produce un patrón de interferencia característico de modo que la imagen obtenida de una fuente de luz puntual forma una mancha difusa con un patrón de líneas concentradas en una sola.
Una fuente puntual produce un disco luminoso denominado disco de Airy y su diámetro constituye el límite de resolución por difracción de un instrumento óptico. El disco de Airy está rodeado de círculos concéntricos de luz y oscuridad similares a las franjas de interferencia producidas por rendijas alargadas. De este modo la imagen de una estrella lejana observada por un telescopio es una mancha borrosa del tamaño del disco de Airy. El tamaño del disco de Airy se calcula a través de la siguiente expresión:

donde d es el diámetro del disco, λ es la longitud de onda, f la distancia focal y a el diámetro de apertura del sistema óptico.
El efecto fotoeléctrico no permite que la difracción se produzca correctamente.
El limite de la resolución estará dado por el criterio de Rayleigh, según el cual dos objetos son distinguibles solo si el máximo del radio de Airy de un objeto coincide con el mínimo del otro.

Natalia Aldao

INTERFERENCIA DE ONDA

En física , la interferencia es cualquier proceso que altera, modifica o destruye una señal durante su trayecto en el canal existente entre el emisor y el receptor.

Superposición de ondas
En la mecánica ondulatoria la interferencia es el resultado de la superposición de dos o más ondas, resultando en la creación de un nuevo patrón de ondas. Aunque la acepción más usual para interferencia se refiere a la superposición de dos o más ondas de frecuencia idéntica o similar. Matemáticamente, la onda resultante es la suma algebraica de las ondas incidentes, de tal forma que la función de onda en un punto es la suma de todas las funciones de onda en ese punto.
El principio de superposición de ondas establece que la magnitud del desplazamiento ondulatorio en cualquier punto del medio es igual a la suma de los desplazamientos en ese mismo punto de todas las ondas presentes. Esto es consecuencia de que la Ecuación de onda es lineal, y por tanto si existen dos o más soluciones, cualquier combinación lineal de ellas será también solución.

Superposición de ondas de la misma frecuencia
En la superposición de ondas con la misma frecuencia el resultado depende de la diferencia de fase δ. Si sumanos dos ondas y1 = Asin(kx − ωt) y y2 = Asin(kx − ωt + δ), la onda resultante tendrá la misma frecuencia y amplitud 2A. Este tipo de interferencias da lugar a patrones de interferencia, ya que dependiendo de la fase, la interferencia será destructiva (las ondas se encuentrán desfasadas 180 grados o π radianes) o constructiva (desfase de 0 grados/radianes).

Pulsaciones o batidos
Si se da el caso de que la frecuencia de ambas ondas no es igual (f1,f2), pero si son valores muy cercanos entre sí, la onda resultante es una onda modulada en amplitud por la llamada "frecuencia de batido" cuyo valor corresponde a fbatido = Δf = f1 − f2 , la frecuencia de esta onda modulada corresponde a la media de las frecuencias que interfieren.
Este fenómeno se usa por ejemplo, para afinar instrumentos (por ejemplo, un piano y un diapasón), ya que cuando las pulsaciones desaparecen, esto quiere decir que las frecuencias de ambos instrumentos son iguales (o casi iguales a un nivel que el batido no es detectable).

RAMIRO MARTINEZ 6T0 AGRONOMIA

EXPERIMENTO DE OLA DOBLE RENDIJA

Tatiana Gutierrez... 6º de Medicina...

Una carga eléctrica en reposo, por ejemplo un electrón, genera en el espacio que le rodea un campo eléctrico . Si la carga eléctrica se mueve, por ejemplo oscila, además en el mismo espacio genera un campo magnético . La situación se ilustra esquemáticamente en la figura 42.
Es importante tener presente que las variaciones que experimentan ambos campos viajan a la velocidad de la luz (c), de modo tal que cargas e imanes que están a una distancia d de él sabrán del movimiento de la carga un tiempo posterior igual a d/c.
La señal que así viaja por el espacio es básicamente lo que denominamos onda electromagnética. Aquello que la genera, el transmisor, es una carga eléctrica que oscila. Mientras, otra carga eléctrica o un imán detectarán la onda electromagnética, constituyendo un receptor.
Si la carga oscila con una frecuencia f, los campos eléctricos y magnéticos variarán con esta misma frecuencia y corresponderá a la frecuencia de la onda. Por lo tanto, estas ondas electromagnéticas poseerán una longitud de onda (l) tal que c = f l. Más aún, lo que denominamos luz corresponde a un particular rango de frecuencias de las ondas electromagnéticas. El esquema de la figura 43 muestra los nombres que damos a las diferentes zonas del espectro electromagnético.
Es importante no confundir las ondas electromagnéticas, como la luz o las ondas de radio, que se caracterizan por poder propagarse en el vacío, con las ondas de sonido, que corresponden a ondas mecánicas de un medio material. No obstante, las ondas electromagnéticas, como por ejemplo la luz, también se reflejan, se refractan, se dispersan, interfieren y experimentan el efecto Doppler.
Fue el físico inglés James Maxwell (1831 – 1879) quien predijo la existencia de las ondas electromagnéticas y años más tarde Heinrich Hertz (1857 - 1894) quién verificó experimentalmente su existencia y propiedades. Posiblemente ninguno de los dos se imaginó la importancia que ellas llegarían a tener tanto para comprender la naturaleza como para el desarrollo en el área de las comunicaciones. No mucho tiempo después el italiano Guillermo Marconi (1874 – 1937) inventó el transmisor y el receptor de radio, cumpliendo su sueño de transmitir la voz humana a distancia. Los esquemas de la figura 44 ilustran los elementos básicos de estos aparatos y permiten comprender, a la luz de lo que hemos visto antes, el modo en que funcionan.
El oscilador genera en el transmisor una señal como la que indica la figura 45 (conocida como portadora), cuya frecuencia puede seleccionar el condensador variable en el receptor. Cuando se habla en el micrófono la corriente hace fluctuar la amplitud de la onda del modo que se indica. Este sistema de transmisión y recepción se denomina de amplitud modulada (AM).
En la frecuencia modulada (FM) lo que se modifica es la frecuencia en vez de la amplitud.
Una característica importante de las ondas electromagnéticas constituye el hecho de que los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares entre sí y que corresponden a ondas transversales,
DIEGO MARTINEZ

Ondas Electromagneticas

Ondas Electromagnéticas Quizá el mayor logro teórico de la física en el siglo XIX fue el descubrimiento de las ondas electromagnéticas. El primer indicio fue la relación imprevista entre los fenómenos eléctricos y la velocidad de la luz.
En la naturaleza, las fuerzas eléctricas se originan de dos formas. Primero está la atracción o la repulsión eléctricas entre las cargas eléctricas (+) y (-). Es posible definir una unidad de carga eléctrica como la carga que repele a otra carga similar a la distancia de, podemos decir, 1 metro con la fuerza de la unidad de fuerza utilizada (las fórmulas usuales lo definen con más precisión).
Pero en segundo lugar están la atracción y la repulsión entre corrientes eléctricas paralelas. Por lo que podremos definir la unidad de corriente como la corriente que circulando por un hilo recto, atrae a una corriente similar que circule por un hilo paralelo separado 1 metro, con la fuerza de la unidad utilizada, en cada metro de la longitud de los hilos.
Pero, ¡las corrientes y las cargas eléctricas están relacionadas!, por lo que así podremos basar la unidad de corriente en la unidad de carga, o sea, definirla como la corriente en la que en cada segundo pasa una unidad de carga por cualquier sección transversal del hilo. Esta segunda definición es muy diferente, y si se usan el metro y el segundo en todas las definiciones, la relación de las dos unidades de corriente será la velocidad de la luz, 300,000,000 metros por segundo.
En los tiempos de Faraday ya se conocía cual era la velocidad de la luz, aunque sin la precisión actual. Fue deducida por vez primera por Ole (Olaus) Roemer, un astrónomo danés que trabajaba en París. Roemer intentaba predecir los eclipses de Io, la luna de Júpiter (mencionada posteriormente en una sección totalmente diferente) y encontró una diferencia entre los tiempos reales y los previstos, que crecían y disminuían de nuevo cuando la Tierra circunvalaba el Sol. Adivinó la razón correctamente: cuando la Tierra se movía en su órbita, su distancia a Júpiter también aumentaba y disminuía, y así la luz necesitaba un tiempo extra para cubrir esa distancia extra.
Pero, ¿cuál era el significado de la relación entre la electricidad y la luz?
¿Recuerda la idea de Faraday, que evolucionó hacia el concepto de "campo magnético -- ese espacio en el que se pueden observar los cambios en las fuerzas magnéticas? Faraday también mostró que un campo magnético que cambia en el tiempo, como el producido por la corriente alterna (CA), podría conducir corrientes eléctricas, si los hilos de cobre estuvieran colocados de la forma adecuada. Esto era la "inducción magnética", el fenómeno en el que se basan los transformadores eléctricos.
Por lo tanto, los campos magnéticos podían producir corrientes eléctricas y ya sabemos que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos. ¿Sería quizá posible que el espacio sustentara un movimiento ondulatorio alternante entre los dos? Del tipo de:
campo magnético ---> corriente eléctrica ---> campo magnético ---> corriente eléctrica ---> ...
Esto era un obstáculo. Esta onda no existiría en el espacio vacío, debido a que el espacio vacío no tiene hilos de cobre y no podría conducir la corriente necesaria para completar el ciclo anterior. Un brillante joven escocés, James Clerk Maxwell, solucionó el problema en 1861 proponiendo que las ecuaciones de la electricidad necesitaban un término adicional, que representase a una corriente eléctrica que pudiera viajar a través del espacio vacío, pero solo mediante oscilaciones muy rápidas.
Añadiendo ese término (la "corriente de desplazamiento"), las ecuaciones de la electricidad y del magnetismo permitían que existiese una onda que se propagase a la velocidad de la luz. El dibujo inferior ilustra ese tipo de onda, verde en su parte magnética y azul en su parte eléctrica, añadido el término de Maxwell. La onda está dibujada propagándose a lo largo de un línea. Realmente llena el espacio, pero sería muy difícil dibujarla.
Onda Electromagnética (vea el texto arriba)
Maxwell propuso que eso era luz. Hubo anteriores indicios --como se citó anteriormente, la velocidad de la luz apareció inesperadamente en las ecuaciones de la electricidad y del magnetismo-- y estudios posteriores lo confirmaron. Por ejemplo, si un haz de luz incide en la cara de un prisma de cristal, solo entra en él una parte, otra parte es reflejada. La teoría de Maxwell predijo correctamente las propiedades del haz reflejado.
Después Heinrich Hertz, en Alemania, mostró que una corriente eléctrica saltando adelante y atrás en un hilo (actualmente se le podría llamar "antena") podía ser la fuente de esas ondas. (La corriente, de acuerdo con la ley de Ampere, también produce un campo magnético, pero este campo disminuye rápidamente con la distancia). Las chispas eléctricas producen ese tipo de corrientes cuando saltan entre dos puntos --a eso se debe el crepitar producido por los rayos en la radio AM-- y Hertz, en 1886, usó estas chispas para enviar una señal de radio a través de su laboratorio. Posteriormente el italiano Marconi, con detectores más sensibles, amplió el alcance de la recepción de la radio y en 1903 detectó en Cape Cod, Massachussets, señales procedentes de Europa .
Se supone que la luz que produce el hilo caliente de una lámpara se emite debido a que el calor causa que los electrones se muevan rápidamente adelante y atrás, convirtiendo a cada uno en una antena. Sin embargo, cuando los físicos intentaron seguir esa idea, encontraron que las leyes conocidas de la naturaleza debían modificarse a la escala de los tamaños atómicos. Así fue como se originó la teoría cuántica.
Poco a poco se descubrieron otras ondas electromagnéticas. La naturaleza de onda de la luz origina que los diferentes colores se reflejen de forma diferente por una superficie, generando finas rayas paralelas --a esto se debe el que un disco compacto láser (para uso musical o para ordenador) brille en todos los colores del arco iris. Las filas ordenadas de los átomos en un cristal también forman líneas paralelas pero mucho menos espaciadas y resultan tener el mismo efecto sobre los rayos X, mostrando que los rayos X, al igual que la luz, también son ondas electromagnéticas, pero con una longitud de onda mucho más corta. Se encontró posteriormente que los haces de electrones en un campo magnético, dentro de un tubo de vacío, podían hacerse inestables y emitir ondas más largas que la luz: el tubo magnetrón donde ocurría esto fue un dispositivo de radar de alto secreto durante la II Guerra Mundial e hizo posible posteriormente la fabricación del horno microondas.
Las ondas electromagnéticas lideran la radio y la televisión y la enorme industria electrónica. Pero también se generan en el espacio -- por rayos de electrones inestables en la magnetosfera, así como en el Sol y en el universo remoto, informándonos sobre las partículas magnéticas del distante espacio o también tomándonos el pelo con misterios irresolutos. Sobre esto puede hallar más en la sección sobre las partículas de alta energía.


Fabricio Palermo
Ana Clara Sabbatella

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO BURGOS NATALY

Leandro Peregalli

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

El espectro electromagnético se divide en: (empezando de con la que tiene mayor longitud de onda)

LUCIA LASA - RAMIRO MARTINEZ 6TO AGRONOMIA

Caos Electromagnéticas

Laura Churi, Leandro Peregalli, Tatiana Gutierrez... 6to Medicina

Ondas Electromagnética

Tatiana Gutierrez, Leandro Peregalli, Laura Churi... 6to Medicina

VIDEO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

ESPECTRO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS
Las ondas electromagnéticas, lejos del foco emisor, pueden considerarse ondas transversales planas formadas por un campo magnético y por un campo eléctrico, perpendiculares entre sí y perpendiculares a su vez a la dirección de propagación. La amplitud de la radiación determina el brillo y la relación entre la amplitud y la fase de los campos eléctrico y magnético condiciona el estado de polarización. La longitud de onda condicionará el color de la radiación.



Un cambio de 50 nm o menos nos dará otro color diferente.

Las ondas electromagnéticas siguen una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante en cada medio específico. Al pasar de un medio a otro la única característica que permanece constante es la frecuencia. La velocidad varía para cada longitud de onda. La frecuencia y la longitud de onda se relacionan según la siguiente expresión matemática:

longitud de onda = C X T = C / f

Donde es la longitud de onda, C es la velocidad de la luz en el vacío, T el periodo y "f" la frecuencia. La frecuencia es el número de vibraciones por unidad de tiempo y su unidad es por tanto el ciclo por segundo o el Hz (Hertzio) La longitud de onda () es una distancia y por lo tanto su unidad de medida es el metro. Como la luz es una radiación electromagnética que tiene unas longitudes de onda muy pequeñas se usan submúltiplos del metro, como son el Angstrom (Å) que es la diezmilmillonésima de metro y el Namómetro (nm) que es la milmillonésima de metro.

El espectro electromagnético es el que comprende todas las radiaciones electromagnéticas.



ESPECTRO LUMINOSO / VENTANA OPTICA
Es la parte del espectro electromagnético comprendido entre 300 y 1500 nm. Aquí englobamos el espectro visible y el espectro luminoso no visible. El espectro visible, llamado también ventana óptica, comprende desde los 380 nm, aproximadamente, hasta los 780 nm. Por encima de los 780 nm tenemos las radiaciones infrarrojas y por debajo de los 380 nm tenemos las ultravioletas.

MOVIMIENTOS ONDULATORIOS
Propagación de una perturbación en un medio elástico
Sí en un punto de un medio elástico producimos una perturbación que dé lugar a una deformación local, se observa que esta perturbación se trasmite a todo el medio, propagándose por él a una determinada velocidad. Cuando se produce esta perturbación en un punto, dando lugar a un desplazamiento de la posición de equilibrio de las partículas, éstas empezaran a vibrar, transmitiendo su movimiento a las partículas más próximas y estas a su vez a otras, dando lugar a que la perturbación se propague por todo el medio. Pero esta perturbación se amortigua no solo por la perdida de energía debida al rozamiento de unas partículas con otras, sino que también esta energía, que en principio correspondía a unas pocas partículas, se extiende a un número mucho mayor. Sírvanos como ejemplo para clarificar este hecho el efecto que produce una piedra cuando se arroja a un estanque de agua, la perturbación provocada por la piedra en el lugar de la caída se transmite a las partículas de agua próximas,propagándose en todas direcciones en forma de ondas circulares que se van amortiguando a medida que se van alejando del centro perturbador.

Ondas longitudinales y transversales
Ondas Transversales : Las partículas del medio oscilan en ángulos rectos con respecto a la dirección en la que viaja la onda, es decir, con respecto a su dirección de propagación. Ejemplo. Onda en el agua, radiación electromagnética.

Ondas Longitudinales : Las partículas oscilan a lo largo de la línea que representa la dirección en la que la onda está viajando. Ejemplo: sonido.

PAREMETROS DE MEDIDA DE UNA SINUSOIDE
T = Tiempo empleado en completar una vibración completa. f = No. de vibraciones completas realizadas en la unidad de tiempo. Por tanto:

f = 1/ T Así tenemos relacionada la longitud de onda () con las siguientes magnitudes de esta forma:

longitud de onda = V.T ; como T = 1 / f entonces longitud de onda = V / f

LUCIA LASA - RAMIRO MARTINEZ 6T0 AGRONOMIA

diego martinez

ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Quizá el mayor logro teórico de la física en el siglo XIX fue el descubrimiento de las ondas electromagnéticas. El primer indicio fue la relación imprevista entre los fenómenos eléctricos y la velocidad de la luz.
En la naturaleza, las fuerzas eléctricas se originan de dos formas. Primero está la atracción o la repulsión eléctricas entre las cargas eléctricas (+) y (-). Es posible definir una unidad de carga eléctrica como la carga que repele a otra carga similar a la distancia de, podemos decir, 1 metro con la fuerza de la unidad de fuerza utilizada (las fórmulas usuales lo definen con más precisión).

Pero en segundo lugar están la atracción y la repulsión entre corrientes eléctricas paralelas. Por lo que podremos definir la unidad de corriente como la corriente que circulando por un hilo recto, atrae a una corriente similar que circule por un hilo paralelo separado 1 metro, con la fuerza de la unidad utilizada, en cada metro de la longitud de los hilos.

Pero, ¡las corrientes y las cargas eléctricas están relacionadas!, por lo que así podremos basar la unidad de corriente en la unidad de carga, o sea, definirla como la corriente en la que en cada segundo pasa una unidad de carga por cualquier sección transversal del hilo. Esta segunda definición es muy diferente, y si se usan el metro y el segundo en todas las definiciones, la relación de las dos unidades de corriente será la velocidad de la luz, 300,000,000 metros por segundo.

En los tiempos de Faraday ya se conocía cual era la velocidad de la luz, aunque sin la precisión actual. Fue deducida por vez primera por Ole (Olaus) Roemer, un astrónomo danés que trabajaba en París. Roemer intentaba predecir los eclipses de Io, la luna de Júpiter (mencionada posteriormente en una sección totalmente diferente) y encontró una diferencia entre los tiempos reales y los previstos, que crecían y disminuían de nuevo cuando la Tierra circunvalaba el Sol. Adivinó la razón correctamente: cuando la Tierra se movía en su órbita, su distancia a Júpiter también aumentaba y disminuía, y así la luz necesitaba un tiempo extra para cubrir esa distancia extra.

Pero, ¿cuál era el significado de la relación entre la electricidad y la luz?

¿Recuerda la idea de Faraday, que evolucionó hacia el concepto de "campo magnético -- ese espacio en el que se pueden observar los cambios en las fuerzas magnéticas? Faraday también mostró que un campo magnético que cambia en el tiempo, como el producido por la corriente alterna (CA), podría conducir corrientes eléctricas, si los hilos de cobre estuvieran colocados de la forma adecuada. Esto era la "inducción magnética", el fenómeno en el que se basan los transformadores eléctricos.

Por lo tanto, los campos magnéticos podían producir corrientes eléctricas y ya sabemos que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos. ¿Sería quizá posible que el espacio sustentara un movimiento ondulatorio alternante entre los dos? Del tipo de:

campo magnético ---> corriente eléctrica ---> campo magnético ---> corriente eléctrica ---> ...

Esto era un obstáculo. Esta onda no existiría en el espacio vacío, debido a que el espacio vacío no tiene hilos de cobre y no podría conducir la corriente necesaria para completar el ciclo anterior. Un brillante joven escocés, James Clerk Maxwell, solucionó el problema en 1861 proponiendo que las ecuaciones de la electricidad necesitaban un término adicional, que representase a una corriente eléctrica que pudiera viajar a través del espacio vacío, pero solo mediante oscilaciones muy rápidas.
Añadiendo ese término (la "corriente de desplazamiento"), las ecuaciones de la electricidad y del magnetismo permitían que existiese una onda que se propagase a la velocidad de la luz. El dibujo inferior ilustra ese tipo de onda, verde en su parte magnética y azul en su parte eléctrica, añadido el término de Maxwell. La onda está dibujada propagándose a lo largo de un línea. Realmente llena el espacio, pero sería muy difícil dibujarla.


Maxwell propuso que eso era luz. Hubo anteriores indicios --como se citó anteriormente, la velocidad de la luz apareció inesperadamente en las ecuaciones de la electricidad y del magnetismo-- y estudios posteriores lo confirmaron. Por ejemplo, si un haz de luz incide en la cara de un prisma de cristal, solo entra en él una parte, otra parte es reflejada. La teoría de Maxwell predijo correctamente las propiedades del haz reflejado.
Después Heinrich Hertz, en Alemania, mostró que una corriente eléctrica saltando adelante y atrás en un hilo (actualmente se le podría llamar "antena") podía ser la fuente de esas ondas. (La corriente, de acuerdo con la ley de Ampere, también produce un campo magnético, pero este campo disminuye rápidamente con la distancia). Las chispas eléctricas producen ese tipo de corrientes cuando saltan entre dos puntos --a eso se debe el crepitar producido por los rayos en la radio AM-- y Hertz, en 1886, usó estas chispas para enviar una señal de radio a través de su laboratorio. Posteriormente el italiano Marconi, con detectores más sensibles, amplió el alcance de la recepción de la radio y en 1903 detectó en Cape Cod, Massachussets, señales procedentes de Europa .
Se supone que la luz que produce el hilo caliente de una lámpara se emite debido a que el calor causa que los electrones se muevan rápidamente adelante y atrás, convirtiendo a cada uno en una antena. Sin embargo, cuando los físicos intentaron seguir esa idea, encontraron que las leyes conocidas de la naturaleza debían modificarse a la escala de los tamaños atómicos. Así fue como se originó la teoría cuántica.
Poco a poco se descubrieron otras ondas electromagnéticas. La naturaleza de onda de la luz origina que los diferentes colores se reflejen de forma diferente por una superficie, generando finas rayas paralelas --a esto se debe el que un disco compacto láser (para uso musical o para ordenador) brille en todos los colores del arco iris. Las filas ordenadas de los átomos en un cristal también forman líneas paralelas pero mucho menos espaciadas y resultan tener el mismo efecto sobre los rayos X, mostrando que los rayos X, al igual que la luz, también son ondas electromagnéticas, pero con una longitud de onda mucho más corta. Se encontró posteriormente que los haces de electrones en un campo magnético, dentro de un tubo de vacío, podían hacerse inestables y emitir ondas más largas que la luz: el tubo magnetrón donde ocurría esto fue un dispositivo de radar de alto secreto durante la II Guerra Mundial e hizo posible posteriormente la fabricación del horno microondas.
Las ondas electromagnéticas lideran la radio y la televisión y la enorme industria electrónica. Pero también se generan en el espacio -- por rayos de electrones inestables en la magnetosfera, así como en el Sol y en el universo remoto, informándonos sobre las partículas magnéticas del distante espacio o también tomándonos el pelo con misterios irresolutos. Sobre esto puede hallar más en la sección sobre las partículas de alta energía.

Natalia Aldao

Ana Clara Sabbatella 6to Agronomia

Ondas electromagneticas


Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio, y sus aspectos teóricos están relacionados con la solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell.

A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse.

Las ondas luminosas son ondas electromagnéticas cuya frecuencia está dentro del rango de la luz visible.


Historia del descubrimiento [editar]James Clerk Maxwell fue el primero en hacer la observación teórica de que un campo electromagnético variable admite una solución cuya ecuación de movimiento se corresponde a la de una onda. Eso sugería que el campo electromagnético era susceptible de propagarse en forma de ondas, tanto en un medio material como en el vacío. Esas observaciones llevaron a Maxwell a proponer que la luz visible realmente está formada por ondas electromagnéticas. La trascendencia de la teoría de Maxwell estriba en que proporcionaba una descripción matemática del comportamiento general de la luz. En particular este modelo describe con exactitud como se puede propagar la energía en forma de radiación por el espacio en forma de vibración de campos eléctricos y magnéticos. Sin embargo, las propuestas de Maxwell ocasionaron cierto debate, especialmente dos cuestiones:

La posibilidad de la propagación de las ondas en el vacío suscitó ciertas dudas en su momento. Ya que la idea de que una onda se propagara de forma autosostenida en el vacío resultaba extraña, razón por la cual años antes había nacido la teoría del éter.
Además las ecuaciones de Maxwell sugerían que la velocidad de propagación en el vacío era constante, para todos los observadores. Eso llevo a interpretar la velocidad de propagación constante de las ondas electromagnéticas como la velocidad a la que se propagaban las ondas respecto a un supuesto éter inmóvil que sería un medio material muy sutil que invadiría todo el universo. Sin embargo, el famoso experimento de Michelson y Morley descartó la existencia del éter y quedó inexplicado hasta que Albert Einstein, Poincaré, H. Lorentz y otros, explicarían la constancia de la velocidad de la luz como una constante de las leyes de la Física. (la teoría especial de la relatividad extiende la constante de propagación de la luz a todo fenómeno físico, no sólo las ondas electromagnéticas).
Sin embargo a pesar de todas esas cuestiones los primeros experimentos para detectar físicamente las ondas electromagnéticas, diferentes de la luz, fueron llevados a cabo por Heinrich Hertz en 1888, gracias a que fue el primero en construir un aparato que emitía y detectaba ondas electromagnéticas VHF y UHF.

Ana Clara Sabbatella 6to Agronomia

EXPERIMENTO DE OERSTED

BALANZA MAGNETICA

INTRODUCCION

Un solenoide es un arrollado en forma de cilindro. Dicho arrollado se realiza con alambre conductor, cubierto con una capa de barniz aislante. Cuando circula corriente por el conductor, en el interior del solenoide se genera un campo magnético de valor:
B = mo.N.i donde:


L

B: campo interior.
mo : permeabilidad del medio (propiedad del medio en que se propagan los campos magnéticos, en este caso el subíndice o indica vacío).
N : número de vueltas o espiras que conforman el solenoide.
i : intensidad de corriente que circula por el conductor.

OBJETIVO

Observar que las líneas de campo magnético en el interior del solenoide, son longitudinales y que se cumple la regla de la mano derecha.
Determinar si existe campo fuera del solenoide.
Determinar la permeabilidad del vacío.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Para lograr el equilibrio de una “balanza” de brazos iguales, es inmediato que las fuerzas aplicadas a cada extremo deben ser iguales.
Nuestra balanza tiene un brazo con un conductor plano enchapado. Dicho conductor se introduce en el solenoide. Cuando circula corriente por el solenoide se genera el campo B referido anteriormente. Dicho campo actúa sobre la corriente que también circula por el conductor plano de la balanza. En este caso se cumplen las condiciones de la ley de Laplace:

F = B.i.l.sena

Analicemos esta fuerza en tramos rectos de conductor:

F12 = B.i.l12.sen 0° = 0
F23 = B.i.l23.sen 90° = B.i.l23
F34 = B.I.l34.sen 180° = 0

De donde surge que la fuerza magnética neta sobre el conductor plano es F23
La misma desequilibra la balanza (a partir de la regla de la mano izquierda) por lo que para lograr el equilibrio aplicamos una fuerza conocida en el otro extremo (p.ej. el peso de una grapa de masa conocida m):

F23 = P = m.g
Sustituyendo F23
B.i.l23 = m.g
Aplicando B solenoide:
( mo.N.i ).i. l23 = m.g
L
Despejando m : mo. l23N.i2 = m
g. L

TECNICA

1. Arma el circuito indicado. Coloca una grapa en el extremo del brazo afuera del solenoide. Varia la corriente con el reóstato hasta lograr el equilibrio de la balanza.
2. Discte cual es la posición de equilibrio.
3. Repite el punto 1 aumentando la masa.
4. Realiza un cuadro de valores masa en función de i. De acuerdo a lo deducido, ambas magnitudes no son directamente proporcionales. Sugiere y realiza una gráfica rectificada.
5. Interpreta la gráfica obtenida. Determina el valor de la permeabilidad magnética del medio con su incertidumbre. Compara este valor con el del vacío.

RAMIRO MARTINEZ

Intensidad de la corriente

La intensidad de la corriente eléctrica es la carga que atraviesa la sección normal S del conductor en la unidad de tiempo. En el estudio del motor iónico vimos el significado de flujo másico y flujo de carga o intensidad.Sea n el número de partículas por unidad de volumen, v la velocidad media de dichas partículas, S la sección del haz y q la carga de cada partícula.

La carga Q que atraviesa la sección normal S en el tiempo t, es la contenida en un cilindro de sección S y longitud v·t.

Carga Q= (número de partículas por unidad de volumen n)·(carga de cada partícula q)· (volumen del cilindro Svt)
Q=n·qS·v·t
Dividiendo Q entre el tiempo t obtenemos la intensidad de la corriente eléctrica.
i=nqvS

La intensidad es el flujo de carga o la carga que atraviesa la sección normal S en la unidad de tiempo, que es el producto de los siguientes términos:
·Número de partículas por unidad de volumen, n
·La carga de cada partícula, q.
·El área de la sección normal, S
·La velocidad media de las partículas, v.

Fuerza sobre una porción de conductor rectilíneo.

En el espectrómetro de masas o en el ciclotrón, ya hemos estudiado la fuerza que ejerce un campo magnético sobre un portador de carga y el movimiento que produce.

En la figura, se muestra la dirección y sentido de la fuerza que ejerce el campo magnético B sobre un portador de carga positivo q, que se mueve hacia la izquierda con velocidad v.

Calculemos la fuerza sobre todos los portadores (nSL) de carga contenidos en la longitud L del conductor.

El vector unitario ut=v/v tiene la misma dirección y sentido que el vector velocidad, o el sentido en el que se mueven los portadores de carga positiva.
En el caso de que el conductor no sea rectilíneo, o el campo magnético no se constante, se ha de calcular la fuerza sobre un elemento de corriente dl

·Las componentes de dicha fuerza dFx y dFy
·Se ha de comprobar si hay simetría de modo que alguna de las componentes sea nula
·Finalmente, se calculará por integración las componentes de la fuerza total F

Actividades

Para demostrar la fuerza que ejerce un campo magnético sobre una corriente eléctrica se construye un dispositivo consistente en un potente imán que produce un campo de 500 gauss o B=0.05 T, sobre cuyo polo norte se pegan dos raíles hechos con láminas de cobre. La porción de conductor es una varilla de cobre de L=15 cm de longitud.
La corriente se suministra mediante una descarga en arco de i=60 A. La corriente y el campo son perpendiculares, por lo que la fuerza sobre la varilla es
Fm=iBL=0.05·60·0.15=0.45 N
Si la masa de la varilla es de 1.35 g, su aceleración es de 333.3 m/s2. Las elevadas aceleraciones conseguidas podrían sugerir que se podría emplear la varilla como proyectil de un cañón electromagnético.
La velocidad de la varilla al final de los raíles de 50 cm es
Se introduce
La intensidad del campo magnético (gauss), en el control de edición titulado Campo magnético
Intensidad de la corriente (A), en el control de edición titulado Intensidad
Longitud de la varilla, entre 5 y 20 cm, en el control de edición titulado Longitud
Masa de la varilla (g), en el control de edición titulado Masa
Se pulsa el botón titulado Empieza,
Se observa el movimiento de la varilla. En la parte superior del applet, se nos informa de la posición y velocidad de la varilla en función del tiempo.
Pulsando en el botón titulado Pausa, se detiene el movimiento y se muestra el vector campo B, el sentido de la corriente, y el vector fuerza F sobre la varilla. Para que la varilla continúe su movimiento se pulsa el mismo botón titulado ahora Continua.

laura churi

EXPERIMENTO DE OERSTED

Relación entre magnetismo y electricidad

Ensayos que abren el conocimiento del "ELECTROMAGNETISMO"

Stephen Gray había descubierto que la electricidad se desplaza a través de los conductores. William Watson (1715-1787) y Benjamín Franklin (1706-1790) investigan la carga y el movimiento eléctrico. Cavendish y Coulomb definen los conceptos de "potencial" y carga o "masa eléctrica". Basándose en las experiencias de Luigi Galvani (1737-1798) Alessandro Volta (1745-1827) fabrica la pila eléctrica, con ella se consigue una electricidad más manipulable y de mayor intensidad y menor voltaje, que la ya conocida, de las máquinas electrostáticas, estos conocimientos facilitarán a Oersted sus investigaciones posteriores. Se intuía la relación entre el magnetismo y la electricidad, por los fenómenos similares que comparten, como, polaridad, inducción, atracciones y repulsiones, pero era difícil comprobarlo, porque los fenómenos de alta tensión de la electricidad estática, disimulaban los posibles efectos magnéticos (que confirmarían dicha relación). Investigando con la electro-química correspondió a Hans Christian Oersted (1777-1851) la confirmación de esta hipótesis, a través, de su famoso experimento, consistente, en la observación de, cómo se desvía una aguja imantada, colocada paralela y junto a un conductor, cuando se hace circular por él una corriente eléctrica. En el espacio a continuación dedicado a este investigador intentaremos despejar algunas cuestiones que se interpretan incorrectamente:

HANS CHRISTIAN OERSTED

SU FAMOSO EXPERIMENTO

Bajo dos formas sencillas:

1ª forma Un conductor, por el que se hace circular la corriente y bajo el cual se sitúa una brújula, tal y como muestra la figura

2ª forma Este segundo experimento es igual en todo el anterior, pero sustituyendo el puente y conductor uní-filiar por una bobina al aire, colocando la brújula en el centro de la bobina, conseguimos aumentar el campo magnético, y los efectos son más visibles. "Schweigger" con un experimento parecido descubrió el "multiplicador" conducente a los aparatos de medida, lo que nos demuestra que los avances siguen un camino preparado y basado en las investigaciones precedentes.

Observaciones y precisiones en el
Experimento de Oersted

Si retrocedemos al tiempo, de aquel contexto, veremos a los investigadores manipulando innumerables veces, tanto la barra frotada como los imanes, la brújula y los conductores, con el afán de descubrir alguna relación entre magnetismo y electricidad. Los fenómenos de la electricidad estática, tenían analogía con los producidos por el magnetismo, pero no se había podido hallar una interacción entre ambas energías, o sea, que la electricidad produjera magnetismo o el magnetismo electricidad.La transmisión por conductores era un punto en común entre las dos electricidades, pero había que encontrar efectos magnéticos en la nueva electricidad, con la esperanza de que fuera el nexo de unión entre magnetismo y electricidad. Cuando Oersted observo que la brújula se movía al circular una corriente por un conductor próximo a ella, no le fue fácil interpretarlo, ¿podía ser este movimiento por la misma electricidad, y no por el magnetismo?, porque la electricidad también mueve la brújula cuando se le aproxima una carga estática, por ejemplo, la de una barra frotada. Por este motivo tampoco hoy día podemos decir, está claro, que, en el experimento de Oersted, la aguja imantada se mueve reaccionando a fenómenos magnéticos. La solución vino de la observación, la brújula se comporta de diferente manera, ante un campo de electricidad estática, que ante un imán; puesto que cuando aproximamos la barra electrizada a la brújula, la atrae, sin diferenciar los polos magnéticos de dicha brújula (lo mismo por el polo norte que por el sur que por el centro), a diferencia de lo que sucede cuando se le aproxima un imán, este atrae a la brújula, orientándola en sentido inverso de sus respectivas polaridades y al invertir el imán, la brújula gira 180º, ofreciendo el otro polo. La brújula en el experimento de Oersted responde a este último criterio, se orienta como influenciada por un campo magnético que se ha creado, y si invertimos los polos de la fuente de alimentación, al cambiar con ello el sentido del campo magnético la brújula gira 180º, quedaba claro por primera vez la relación entre magnetismo y electricidadPosteriormente, se buscó una respuesta de inducción eléctrica por el magnetismo, creyendo en la reversibilidad del experimento de Oersted y con la esperanza de producir electricidad por el magnetismo, tampoco fue fácil, ya que cuando aquellos precursores del conocimiento actual aproximaban un imán a un conductor, la insignificante electricidad que se inducía era inconmensurable. La solución fue aumentar la cantidad de conductor que iba a ser influido por el campo magnético, empleando bobinas, para que los efectos fueran apreciables. Por ello se llamó multiplicadores a las primeras bobinas diseñadas con tal objeto. Lo expuesto, hace comprensible, que el primer resultado positivo de inducción por magnetismo que obtuvo Faraday, no fuese con un imán sino con un electroimán o multiplicador.

Natalia Aldao 6º Agronomia

Ley de Lenz
El sentido de la corriente que circula por la espira del experimento de Faraday-Henry se define según la llamada ley de Lenz (por el físico estonio Heinrich Lenz, 1804- 1865): la corriente inducida por un campo magnético variable adopta el sentido por el cual tiende a oponerse a la causa que la provoca.

Según la ley de Lenz, al acercar el imán al circuito se genera una corriente que induce un campo magnético que repele al imán (a). Cuando la barra imantada se aleja (b), la corriente generada engendra un campo que tiende a atraer al imán hacia el circuito

Unificación de las leyes de Faraday y Lenz
Para unir las leyes de Lenz y Faraday en un único principio se define el concepto de espira orientada que es aquella en la que se ha establecido una cara privilegiada, llamada principal o positiva, donde se orienta el vector superficie . Entonces:
La f.e.m. inducida en la espira es positiva cuando la corriente generada tiene el sentido de las agujas del reloj, y negativa en sentido contrario.
El flujo magnético que atraviesa una espira orientada es igual a , siempre que sea el vector representativo de la cara positiva.
Energía magnética almacenada en un solenoide
Una consecuencia interesante de las leyes de Faraday y Lenz es la posibilidad de calcular la energía magnética que puede almacenar un solenoide dentro de un circuito. Esta energía viene dada por la expresión:

siendo L el coeficiente de autoinducción e I0 el régimen de intensidad o valor de la corriente que se alcanza después de cerrar el circuito.

Unidad de flujo magnético

El campo magnético cambia de signo cuando se pasa de una cara a otra de la espira, ya que se modifica entonces el sentido de su vector de superficie representativo (en la dirección perpendicular).
El flujo magnético se mide en el Sistema Internacional en una unidad llamada weber (símbolo Wb), que equivale a un campo magnético de un tesla (T) aplicado sobre una superficie de un metro cuadrado. Es decir: 1 Wb = 1 T / 1 m 2 .

El campo magnético cambia de signo cuando se pasa de una cara a otra de la espira, ya que se modifica entonces el sentido de su vector de superficie representativo (en la dirección perpendicular

Inducción mutua
Cuando se sitúan próximos dos circuitos eléctricos por los que fluye una corriente variable, cada uno induce en el otro una f.e.m. que, según la ley de Lenz, tiende a oponerse a la f.e.m. que

genera la corriente original del circuito. Este fenómeno se conoce como inducción mutua)

Autoinducción
Cuando por un circuito aislado fluye una corriente eléctrica variable, se engendra un campo magnético también variable que induce, a su vez, una corriente eléctrica sobre el propio circuito. La f.e.m. inducida tiende a oponerse a la original del circuito, en un fenómeno llamado autoinducción.Un solenoide con un número total de espiras N, un número de espiras por unidad de longitud n y un área de espira A tiene un coeficiente de autoinducción L = m0NnA. El coeficiente de autoinducción se mide en henrios (símbolo H).

Laura Churi

LEY DE FARADAY

La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde

donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano izquierda.
La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.
Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:

Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.
En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:

donde es la fuerza electromotriz inducida y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección de la fuerza electromotriz (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

Natalia Aldao 6to de Agronomia