generalidades y refracto
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Módulo IVMódulo IV
Ondas Ondas electromagnéticaselectromagnéticas
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 Newton En 1666 Isaac Newton descompone la luz descompone la luz utilizando un prismautilizando un prisma
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 partir de produce electricidad a partir de magnetismomagnetismo
Magnetismo y ElectricidadMagnetismo y Electricidad
1831
Ondas ElectromagnéticasOndas Electromagnéticas
En 1865 En 1865 James Clerk James Clerk MaxwellMaxwell descubre la conexión descubre la conexión entre los dos fenómenosentre los dos fenómenos
Formula la teoría de las Ondas Formula la teoría de las Ondas ElectromagnéticasElectromagnéticas
La luz es una de ellasLa luz es una de ellas
1865
VELOCIDAD
λLongitud de onda
ONDAS
DE MATERIAELECTRO-
MAGNÉTICASMECÁNICASELÁSTICAS
νFRECUENCIA
http://www.maloka.org/f2000/waves_particles/wavpart4.html
VELOCIDAD
λLongitud de onda
ONDAS
DE MATERIAELECTRO-
MAGNÉTICASMECÁNICASELÁSTICAS
νFRECUENCIA
http://www.maloka.org/f2000/waves_particles/wavpart4.html
El campo eléctrico y el magnético vibran en faseEl campo eléctrico y el magnético vibran en fase Son perpendiculares entre sí y con la dirección de Son perpendiculares entre sí y con la dirección de
propagaciónpropagación
Onda electromagnéticaOnda electromagnética
Onda electromagnéticaOnda electromagnética
Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos sucesivos Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos sucesivos en igual fase de vibraciónen igual fase de vibración
Frecuencia (ν): Número de ondas por unidad de tiempoFrecuencia (ν): Número de ondas por unidad de tiempo
c = λ . υ
c = 300.000 Km/s
Frecuencia de una onda EM
Energía de una Onda EMEnergía de una Onda EM En 1900 descubre la relación En 1900 descubre la relación
entre energía y frecuenciaentre energía y frecuencia (teoría del cuanto)(teoría del cuanto)
υλυ
⋅=⋅=
c
hE
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 hν 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 electromagnéticaEspectro de radiación electromagnética
“ONDAONDA”CUANTOSCUANTOS
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
““LUZ”LUZ”
“ONDAONDA”
VELOCIDAD λ
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
ν
REFLEXION
REFRACCIÓN INTERFERENCIA
POLARIZACIÓN
MATERIA
DISPERSIÓNDIFRACCIÓN
VELOCIDADλ ν
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 secundarioArco iris primario y secundario
The rainbow is caused by refraction
and reflection in falling water
droplets.
Halo solarHalo solar Ocurre alrededor del sol en climas fríos por la Ocurre alrededor del sol en climas fríos por la
presencia de cristales de hielo en el airepresencia de cristales de hielo en el 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 refracciónVelocidad e índice de refracción
3.91Lead Sulfide2.42Diamond1.92Zircon1.66Flint1.52Glass1.515Immersion Oil1.47Glycerin1.33Water
1.0003AirRefractive IndexMaterial
Angulo límiteAngulo límite
Variación del Variación del índice de índice de
refracción con refracción con la longitud de la longitud de
ondaonda
Dispersión de la luzDispersión de la luz
Difracción con rendija circularDifracción con rendija circular
Difracción con dos rendijasDifracción con dos rendijas
Difracción con triple y múltiple rendijaDifracción con triple y múltiple rendija
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” o equivale a 625 “rendijas” o espejitos/mm, que provocan espejitos/mm, que provocan el fenómeno de difracción. el fenómeno de difracción.
Interferencia constructivaInterferencia constructiva
Dos 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) (λ/2) n = 0, 1, 2, 3, .....
-------------------------------La diferencia debe ser de
½ longitud de onda
Filtros interferencialesFiltros interferenciales Si un espacio delgado y transparente Si un espacio delgado y transparente
es encerrado entre 2 capas es encerrado entre 2 capas semirreflectivas, tienen lugar semirreflectivas, tienen lugar múltiples reflexiones y la interferencia múltiples reflexiones y la interferencia que se produce puede ser usada para que se produce puede ser usada para seleccionar una longitud de onda. Si seleccionar una longitud de onda. Si el espacio es de ½ el espacio es de ½ λλ de la de la λλ deseada, deseada, las otras longitudes serán atenuadas las otras longitudes serán atenuadas por interferencia. Si la capa de atrás por interferencia. Si la capa de atrás es totalmente reflectiva, el dispositivo es totalmente reflectiva, el dispositivo se conoce como espejo dicroico, que se conoce como espejo dicroico, que refleja solamente la refleja solamente la λλ seleccionadaseleccionada. .
Interferómetro de MichelsonInterferómetro de Michelson
Refractómetro Refractómetro de Abbede Abbe
Marcha de rayos en el refractómetroMarcha de rayos en el refractómetro
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): : httphttp://://enebro.pntic.mec.esenebro.pntic.mec.es//~fmag0006~fmag0006//
huygens_applet.htmlhuygens_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 hhttpttp://acacia.pntic.mec.es/://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27~jruiz27//lightlight//refracciones.htmlrefracciones.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 httphttp://://micro.magnet.fsu.edumicro.magnet.fsu.edu/primer/java//primer/java/diffractiondiffraction//basicdiffractionbasicdiffraction//index.htmlindex.html 8. DIFRACCION DOBLE RENDIJA:8. DIFRACCION DOBLE RENDIJA: httphttp://://webphysics.ph.msstate.eduwebphysics.ph.msstate.edu//javamirrorjavamirror//interfinterf//
interference.htmlinterference.html