Refracción. Luz y ondas electromagnéticas.

Esta tarde he estado buscando diferentes libros y páginas donde poder encontrar información sobre la refracción.

LA REFRACCIÓN.

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro, solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. El índice de refracción a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio. Este fenómeno ha de cumplir las siguientes leyes:

 1.- Cuando un rayo luminoso pasa de un medio menos denso a otro más denso, se acerca a la normal (es decir, a la recta imaginaria perpendicular a la superficie de separación de los medios materiales). Si pasa de un medio más denso a otro menos denso, se aleja de la normal.

 2.- El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.

LA LUZ Y LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.

En 1865, Maxwell publicó su teoría dinámica del campo electromagnético.

En ella se establecían dos conclusiones:

 - Un campo magnético variable con el tiempo induce un campo eléctrico proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético y de dirección perpendicular a aquel.

- Un campo eléctrico variable con el tiempo induce un campo magnético proporcional

a la rapidez con que cambia el flujo eléctrico y de dirección perpendicular a aquel.

Así como la primera conclusión tenía una base experimental en la inducción, la segunda era establecida por Maxwell a partir de la creencia de que la relación entre el campo magnético y el eléctrico no podía ser solamente unívoca, sino que también tenía que ser simétrica. Esto fue lo que le llevó a establecer la segunda conclusión. La consecuencia de esta teoría es:

Una carga eléctrica que posee un movimiento acelerado crea una perturbación electromagnética.

La razón es que una carga eléctrica en movimiento produce un campo eléctrico variable que da lugar también a un campo magnético variable que, a su vez, crea un campo eléctrico variable, y así sucesivamente. En consecuencia, la perturbación electromagnética se extiende o propaga.

 

Ondas electromagnéticas.

El fenómeno de perturbación electromagnética más interesante es aquel en el que el movimiento acelerado de las cargas es oscilatorio. Este sería, por ejemplo, el caso de una simple carga que oscila o el de un dipolo oscilante.

Una carga eléctrica que se encuentra oscilando con cierta frecuencia origina a su alrededor un campo eléctrico que varía periódicamente con la misma frecuencia. Dicha variación del campo eléctrico produce un campo magnético que varía también con la misma frecuencia. Así pues, la perturbación producida por la carga oscilante se propaga en forma ondulatoria en todas las direcciones. Si elegimos una dirección determinada, la representación de los campos eléctrico y magnético oscilante se asemejaría a la gráfica de la siguiente figura:

Podemos concluir que una onda electromagnética es la perturbación periódica de los campos eléctricos y magnéticos asociados, que se propaga por el espacio.

La propia luz es una perturbación electromagnética en forma de onda que se propagan. Podemos resumir diciendo que las ondas electromagnéticas son ondas transversales que se propagan en el vacío a la velocidad constante de la luz.

Esta velocidad de propagación es independiente de la longitud de onda.

La sorprendente predicción de Maxwell acerca de la existencia de las odas electromagnéticas se vio confirmada poco después por Hertz, que consiguió producir y detectar las ondas de radio, que, en su honor, suelen denominarse ondas hertzianas.

Espectro electromagnético.

Se denomina espectro electromagnético al conjunto de todas las radiaciones de diferente frecuencia en que puede descomponerse la radiación electromagnética. Dado que la velocidad de propagación de todas ellas en el vacío es la misma, entonces, la frecuencia y la longitud se relacionan según una expresión.

El espectro electromagnético se divide tradicionalmente en siete zonas. Sin embargo esta división no presenta límites nítidos.