La inducción electromagnética es la producción de electricidad mediante magnetismo. Los primeros científicos que la estudiaron fueron Faraday y Henry, quienes observaron que en un circuito se genera una corriente eléctrica en las siguientes circunstancias:
– Si se acerca un imán al circuito, o se aleja del mismo. O bien el circuito se mueve con respecto al imán.
– Si hay un movimiento relativo entre el circuito y otro circuito por el que circule una corriente continua.
– Si el segundo circuito transporta una corriente variable, aunque ambos estén en reposo.
– Si se deforma el circuito en el seno de un campo magnético.
Se explican mediante la ley de Faraday, que dice que ‘La variación temporal del flujo del campo magnético a través de un circuito genera en él una fuerza electromotriz’: La f.E.M. Es el trabajo por unidad de carga que se realiza en el circuito. Se mide en Voltios en el SI. El flujo varía si cambia el campo magnético, la forma del circuito, o la orientación entre el campo y el circuito. En estos casos habrá corrientes inducidas. El signo negativo en la ley de Faraday indica el sentido en que circula la corriente inducida -> ley de Lenz: la f.E.M. Inducida origina una corriente cuyo campo magnético se opone a la variación del flujo magnético que la origina. Una de las aplicaciones del principio de inducción electromagnética es en la generación de corriente eléctrica por transformación de trabajo mecánico en electricidad .
Maxwell propuso un conjunto de ecuaciones que explicaban los fenómenos eléctricos y magnéticos, y además predecían las ondas electromagnéticas que fueron verificadas por Hertz de forma experimental. La teoría de Maxwell también demostró que la luz es una onda electromagnética y unificó así la óptica con el electromagnetismo. Las oem son una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, y auto-mantenidos, que se propagan a través del espacio transportando energía. Sus principales carácterísticas son:
– Pueden viajar en el vacío.
– Se propagan a la velocidad de la luz .
– Son ondas transversales: los campos eléctrico y magnético son perpendiculares, y son a su vez perpendiculares a la dirección de propagación.
– Pueden expresarse como ondas armónicas con doble periodicidad espacial y temporal. Las oem se diferencian por su frecuencia .
El espectro electromagnético es el conjunto de todos los tipos de ondas y contiene: ondas de radio, y de televisión, ondas de telefonía móvil, microondas, luz infrarroja, luz visible, luz ultravioleta, rayos X y rayos gamma, entre otras. Las oem de mayor frecuencia son las más perjudiciales para los tejidos vivos, aunque se utilizan en medicina de forma controlada en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. En el caso de la luz visible, la frecuencia determina los distintos colores que vemos. Las oem que emiten los cuerpos celestes nos permiten conocer el universo. Desde el punto de vista tecnológico, las oem son la base de las telecomunicaciones inalámbricas.
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
Cuando una onda incide sobre la superficie de separación de dos medios de distinto índice de refracción, una parte de la onda se refleja y otra parte se refracta. Las leyes de la reflexión y la reflexión nos dicen que:
– Los rayos incidente, reflejado y refractado están en un mismo plano, que es perpendicular a la superficie.
– El ángulo de incidencia, y el ángulo de reflexión, son iguales.
– El ángulo de incidencia y el ángulo de transmisión o refracción, están relacionados por la ley de Snell: n1 sen Oí= n2 sen Ot
La ley de Snell implica que si la luz pasa a un medio de índice mayor, los rayos se acercan a la normal (se alejan de la normal si el segundo medio posee un índice menor). La ley de Snell también puede expresarse en función de las velocidades de la luz en los dos medios: sen Oí= v1 sen Ot=v2
NATURALEZA DE LA LUZ
La cuestión sobre cuál es la naturaleza de la luz supuso un problema. Se han desarrollado principalmente dos teorías contrapuestas:
– la teoría corpuscular, que considera que la luz está compuesta de corpúsculos, y cuyo principal representante fue Newton.
– la teoría ondulatoria, que defiende que la luz se comporta como una onda.
Las dos teorías explicaban los fenómenos de reflexión y de refracción. Sin embargo, sólo la teoría ondulatoria pudo explicar los fenómenos de interferencia y de difracción y el hecho de que la velocidad de la luz es mayor en los medios menos densos, junto al desarrollo del electromagnetismo por Maxwell, consolidó como válida la teoría ondulatoria. Se admitíó que la luz era una onda electromagnética. Sin embargo, Einstein tuvo que recurrir de nuevo a la naturaleza corpuscular de la luz para explicar fenómenos de emisión y absorción de luz por la materia, como el efecto fotoeléctrico. A partir de entonces se introdujo en Física la dualidad ondacorpúsculo de la luz, que significa que la luz tiene las dos naturalezas: en unos fenómenos se comporta como una onda electromagnética de una cierta frecuencia, y en otros se comporta como un flujo de partículas llamadas fotones con una determinada energía.