lunes, 20 de diciembre de 2010

ley reflexion y ley refraccion




COMENTARIO
En el presente cuadro se muestran los dos tipos de leyes las cuales son ley de reflexion y ley de refraccion en donde la ley de reflexion dice que cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie de separación entre dos medios transparentes homogéneos e isótropos, una parte del rayo incidente se refleja y se queda en el medio de donde provino y la otra parte se transmite  al otro medio.

 por otro lado la ley de refraccion dice que un rayo luminoso  se refleja en la  superficie plana formando un ángulo de reflexión igual al de incidencia                                                                                                             








jueves, 9 de diciembre de 2010

Electromagnetismo

><“ELECTROMAGNETISMO”><
                                               

En 1820 el físico danés Hans Christian Oersted descubrió que entre el magnetismo y las cargas de la corriente eléctrica que fluye por un conductor existía una estrecha relación.



Cuando eso ocurre las cargas eléctricas o electrones que se encuentran en movimiento en esos momentos, originan la aparición de un campo magnético tal a su alrededor que puede desviar la aguja de una brújula.

Si se consigue un trozo de alambre de cobre desnudo recubierto con barniz aislante y lo enrollamos en forma de espiral habremos creado un solenoide con núcleo de aire.




Si a ese solenoide le aplicamos una tensión o voltaje desde el mismo momento que la corriente comienza a fluir por las espiras del alambre de cobre creará un campo magnético más intenso que el que se origina en el conductor normal de un circuito eléctrico cualquiera cuando se encuentra extendido y  sin formar espiras.

Cuando el flujo de corriente eléctrica que circula a través del enrollado de cobre cesa el magnetismo deberá desaparecer de inmediato así como el efecto de atracción magnética que ejerce el núcleo de hierro sobre otros metales. Esto no siempre sucede así porque depende en gran medida de las características del metal de hierro que se haya empleado como núcleo del electroimán pues en algunos casos queda lo que se denomina magnetismo remanente por un tiempo más o menos prolongado después de haberse interrumpido totalmente el suministro de corriente eléctrica.
Naturaleza de las ondas electromagnéticas
La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tiene el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo.
En las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia o longitud de ondas : entre mayor su frecuencia mayor es la energía:
Formula =W = h f, donde W es la energía, h es una constante  y f es la frecuencia.

En el plano de oscilación del campo eléctrico en las rayas rojas en el diagrama superior define la dirección de polarización de las ondas. Se dice que una fuente de luz produce luz polarizada cuando la radiación emitida viene con el campo eléctrico alineado preferencialmente en una dirección algunos ejemplos de ondas electromagnéticas son las siguientes:

Por medio de las señales de radio y televisión
Por las ondas de radio provenientes dela galaxia  
Por las ondas generadas en los hornos microondas
Por la Radiación Infracción roja provenientes de cuerpos a temperatura ambiente
EN LA LUZ:
La radiación Ultravioleta proveniente del sol de la cual la crema anti solar nos protege la piel
Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano
La radiación Gama producida por núcleos radioactivos  
La única distinción entre las ondas de los ejemplos citados anteriormente es que tienen frecuencias distintas y por lo tanto la energía que transportan es diferente
                                              
Se dice que el ELECTROMAGNETISMO estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se unen en una sola teoría lo cual es aportada por Faraday en la que se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos y magnéticos conocidas como las ecuaciones de maxwell que gracias a la invención de la pila de limón se pudieron efectuar los estudios de los efectos magnéticos que se originan por el paso de corriente eléctrica a través de un conductor.
El Electromagnetismo en física se encarga de estudiar los campos electromagnéticos y los campos eléctricos donde sus interacciones con la materia en general son la electricidad  y el magnetismo como también las partículas subatómicas que generan flujo de carga eléctrica.
En si el electromagnetismo estudia conjuntamente los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.
En el Electromagnetismo tiene partículas puntuales caracterizadas por su carga eléctrica la que puede ser positiva o negativa Cargas de igual signo se repelan y cargas de distinto signo se atraen en si la Ley de Coulomb. La base del Electromagnetismo corresponde al concepto de Campo Electromagnético y a las cuatro Ecuaciones de Maxwell. Aquí tenemos que por primera vez el concepto de Fuerza es sustituido por el concepto de Campo.
Desde este punto de vista se observa que las cargas eléctricas modifican ciertas propiedades del espacio, independiente de que haya o no otra carga que pueda percibir estas modificaciones. Por otro lado, las cargas en movimiento como las corrientes crean Campo Magnético. Pero el movimiento es relativo, por lo que toda carga puede ser percibida como una corriente, de modo que lo que realmente importa es el Campo Electromagnético.
Cabe señalar que el Electromagnetismo es una Teoría Realista Local, lo que significa que se realizan tres aproximaciones:
- El término Teoría indica que no se duda de la inducción o del empirismo como el método por antonomasia para llegar a la verdad.
- El término Realista quiere decir que se asume que existe un mundo externo e independiente del observador.
- El término Local significa que como máximo las interacciones viajan a la rapidez de la luz (3x108m/s)


lunes, 15 de noviembre de 2010

magnetismo terrestre



"MAGNETISMO TERRESTRE"
En las clases de física que últimamente hemos tenido el grupo hablamos de el tema de magnético terrestre en lo cual las clases estuvieron organizadas por equipos  el lo cual cada uno expuso sobre el mismo tema y se presentaron algunos videos de el magnético terrestre proyectados por un cañón en donde todo el grupo podia observar y analizar como funciona el magnetismo terrestre
Lo cual se dieron varias explicaciones acerca del magnetismo terrestre dando enfoque por lo primero lo cual se  dice que hasta el siglo XVI el hombre no intuyó que la Tierra se comportaba como un gigantesco imán. Desde entonces, diversos científicos se aplicaron al estudio del magnetismo terrestre, contribuyendo de manera fundamental a aumentar el conocimiento y la comprensión de dicho fenómeno. Y en la  existencia del campo magnético de la Tierra es conocida desde muy antiguo por sus aplicaciones a la navegación a través de la llamada brújula.
 Se dice que en el año 1600 el físico inglés de la corte de Isabel I y William Gilbert publicó la obra titulada De magnate considerada como el primer tratado de magnetismo Gilbert talló un imán en forma de bola y estudió la distribución del campo magnético en su superficie.
Encontró que la inclinación del campo en un imán esférico coincidía con lo que se sabía acerca de la distribución del campo terrestre. De este experimento concluyó que la Tierra era un gigantesco imán esférico. Posteriormente, los estudiosos del geomagnetismo observaron que, tomando en cuenta la declinación la mejor representación del campo terrestre sería un imán esférico cuyo eje de rotación estuviera desviado unos 110 del eje geográfico de la Tierra            
                          
                         
Se dice que la tierra es un imán puesto que un imán suspendido horizontalmente adopta una posición tal que uno de sus extremos apunta aproximadamente hacia el polo norte geográfico. Este extremo se llama polo norte del imán; el opuesto se denomina polo sur. Los polos del mismo nombre de dos imanes se repelen y los de nombre contrario se atraen.
                                          
El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo norte geográfico, porque la Tierra misma es un imán: el polo sur de este imán está cerca del polo norte geográfico y como los polos contrarios de dos imanes se atraen mutuamente, resulta que el polo norte de la brújula es atraído por el polo sur del imán terrestre que está en las proximidades del polo norte geográfico.
                                         
Sin embargo, la brújula indica cuál es la dirección de la línea geográfica Norte-Sur sólo de un modo aproximado. Los polos norte y sur geográficos son los dos puntos donde el eje de rotación de ¡a Tierra corta a la superficie terrestre la aguja de la brújula se desvía hacia el Este o hacia el Oeste del norte geográfico. Este ángulo de desviación se denomina declinación.
Una aguja magnética suspendida por su centro de gravedad no se mantiene en posición horizontal. el extremo que señala al Norte se inclina hacia el suelo en el hemisferio septentrional y lo mismo hace el extremo que señala al Sur, en el hemisferio meridional. Este ángulo de desviación de la aguja respecto de la horizontal se llama inclinación magnética. El valor de la inclinación al igual que el de la declinación, es diferente de un punto a otro de la superficie de la Tierra.
El campo magnético terrestre se caracteriza también por su intensidad. La intensidad de un campo magnético se mide en gauss. El campo magnético terrestre es bastante débil del orden de 0,3 gauss en las proximidades del ecuador y de 0,7 gauss en las regiones polares.
El alineamiento en general Norte-Sur de las líneas magnéticas, de acuerdo con el eje de rotación terrestre sugiere que el campo, en lo fundamental; constituye un dipolo. Resulta inclinado unos 110 respecto al eje de rotación terrestre, y presenta considerables irregularidades que no corresponde al campo de un dipolo perfecto.
El magnetismo terrestre puede tener variaciones las cuales existen estudios permanentes que se realizan en cualquier observatorio demuestran que el campo magnético terrestre no es constante, sino que cambia continuamente. Hay una variación pequeña y bastante regular de un día a otro (variación diurna). La variación en la declinación es de algunos minutos de arco, y la variación en la intensidad es del orden de 10-4gauss.
Pero también existe una variación secular lo cual se demuestra con el campo geomagnético  que se deriva hacia el oeste en fin  las llamadas  variaciones temporales del campo magnético terrestre, de periodo tan largo que sólo se aprecian al comparar valores medios anuales durante varios años, reciben el nombre de variación secular. Un fenómeno de la variación secular hace referencia a que la distribución del campo geomagnético se mueve lentamente hacia el Oeste. El promedio de avance es del orden de 0,18v de longitud por año. A esta velocidad, la distribución del campo daría la vuelta completa a la Tierra en unos 2.000 años. A diferencia de las tempestades magnéticas, que ocurren por causas externas, las anomalías alargo plazo y su marcha hacia el Oeste se deben a causas localizadas en el interior de la Tierra. Los cambios internos tienen lugar de modo muy lento y abarcan hasta millares de millones de años. En comparación, dos mil años es, pues, un tiempo muy cortó. Este elemento constituye una de las claves fundamentales en el estudio del magnetismo terrestre.
TEORÍA DEL MAGNETISMO TERRESTRE:
Se dice que el magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y está estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con la teoría clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética de los átomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe sólo en parte a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo.
 Pero además los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento y tales modelos nos ayudan a describir los fenómenos .Los átomos en un material magnético están agrupados en microscópicas regiones magnéticas a las cuales se aplica la denominación de dominios. Se piensa que todos los átomos dentro de un dominio están polarizados magnéticamente alo largo de un eje cristalino. En un material no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azahar Se usa un punto para indicar que una flecha está dirigida hacia afuera del plano, y una cruz indica una dirección hacia adentro del plano. Si un gran número de dominios se orientan en la misma dirección el material mostrará fuertes propiedades magnéticas.
La teoría del magnetismo demuestra que para gran número de los efectos magnéticos observados en la materia. Por ejemplo, una barra de hierro no magnetizada se puede transformar en un imán simplemente sosteniendo otro imán cerca de ella o en contacto con ella. Este proceso, llamado inducción magnética. Las tachuelas se convierten por inducción en imanes, temporalmente. Observe que las tachuelas de la derecha se magnetizaron, a pesar de que en realidad no se han puesto en contacto con el imán. La inducción magnética se explica por medio de la teoría del dominio.





lunes, 25 de octubre de 2010

MAGNETISMO

INFORMACIÓN DE MAGNETISMO
En la clase del día  viernes 22 de octubre del año en curso analizamos el tema de magnetismo lo cual se dice que el magnetismo es;
Un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
También  se dice que el magnetismo tiene otras manifestaciones en  la física particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.
Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales
El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.
la fisica del magnetismo
 “campo magnético”
El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor que se desplaza a una velocidad V sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.
F  = q v   x  B
Donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético que también es llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. se debe de notar  que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial es un producto vectorial que tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B. El módulo de la fuerza resultante será de esta manera
|F|=q|v||B| sin
La existencia de un campo magnético se pone de relieve gracias a la propiedad localizada en el espacio de orientar un magnetómetro  lalaminilla de acero imantado que puede girar libremente. La aguja de una brújula, que evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro.

Si bien algunos materiales magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción que sobre el hierro ejerce la magnetita, no fue sino hasta el siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó plasmada, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo.
En otro caso el campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:
La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.
La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.
Desde un punto de vista físico, ambos son equivalentes en el vacío, salvo en una constante de proporcionalidad que depende del sistema de unidades: 1 en el sistema de Gauss, NA -2en el SI. Solo se diferencian en medios materiales con el fenómeno de la magnetización.

 Fórmulas correspondientes a el  sistema electromagnético de Gauss son:

B=                                                          H= B -4 M
D= E                                                          E= D - 4 P
Fuentes del campo magnético
Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.
La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampere. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampere-Maxwell.
Campo magnético producido por una carga puntual
El campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión:
r
Donde la formula µ°=4.10-7 N sobre A elevado a la potencia 2En esta última expresión define un campo vectorial solenoide, para distribuciones de cargas en movimiento la expresión es diferente, pero puede probarse que el campo magnético sigue siendo un campo solenoide.
Propiedades del campo magnético
La inexistencia de cargas magnéticas lleva a que el campo magnético es un campo solenoide lo que lleva a que localmente puede ser derivado de un potencial vector
A=B=Ñ X A
A su vez este potencial vector puede ser relacionado con el vector densidad de corriente mediante la relación:
ÑA=µj
Inexistencia de cargas magnéticas aisladas
 Se debe destacar que a diferencia del campo eléctrico, en el campo magnético no se ha comprobado la existencia de monopolios magnéticos, sólo dipolos magnéticos, lo que significa que las líneas de campo magnético son cerradas, esto es, el número neto de líneas de campo que entran en una superficie es igual al número de líneas de campo que salen de la misma superficie. Un claro ejemplo de esta propiedad viene representado por las líneas de campo de un imán, donde se puede ver que el mismo número de líneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, desde donde vuelven por el interior del imán hasta el norte.
“Línea de fuerza”
Se dice que las líneas de fuerza de dos cargas iguales son  realizadas con imanes y limaduras de hierro y posteriormente  pintura negra en aerosol.
Ejemplo;




Podemos decir que línea de fuerza que también se podría llamar  línea de flujo, que normalmente en el contexto del electromagnetismo  es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en ese punto. Como resultado  también es perpendicular a las líneas equipotenciales en la dirección convencional de mayor a menor potencial que  suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo aunque son imaginarias y no tienen presencia  en la física.
También existe un tubo de fuerza también  se puede llamar tubo de inducción electrostática o tubo de campo que son el conjunto de las líneas de fuerza eléctrica que se mueve de manera que su principio traza una curva cerrada sobre una superficie positiva y su final traza una correspondiente curva cerrada sobre la superficie negativa y posteriormente  la propia línea de fuerza genera una superficie tubular inductiva que dichos  tubos se llaman solenoides a los ángulos rectos sobre el tubo de fuerza existe una  gran presión que es un medio del producto del dieléctrico y la densidad magnética que  a través del crecimiento de un campo los tubos de fuerza se diseminan hacia los lados o en anchura, en la que  existe una reacción magnética a ese crecimiento en intensidad de la corriente eléctrica que sin embargo si un tubo de fuerza se mueve de lado puede haber poca o precisamente ninguna resistencia que limite la velocidad finalmente los tubos de fuerza son absorbidos por los cuerpos que ejercen movimiento y masa gravitatoria.
 En la siguiente imagen se puede observar  las líneas de fuerza de un imán mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina.

En el contexto del electromagnetismo, se suele suponer que las líneas de fuerza tienen existencia física, e incluso que son discretas y por tanto, al menos en principio, contables.
Esto deriva probablemente de una mala comprensión del experimento en el que se esparcen limaduras de hierro sobre una hoja de papel que está colocada encima de un imán, formando líneas discretas. La razón por la que forman líneas discretas no es que se estén alineando con líneas magnéticas discretas pre-existentes, sino que las líneas de las limaduras sólo pueden tener la anchura de una partícula de hierro, y en cuanto se forma una línea, esta repele a las otras. Por tanto, el número de líneas que se ven y la proximidad  que entre ellas depende del tamaño de las partículas de hierro.
COMENTARIO
 Del magnetismo puedo entender que son todos aquellos materiales que pueden ejercer fuerzas de atracción o de repulsión de otros materiales .Dichos materiales pueden ser como el níquel, hierro y cobalto que común mente  los conocemos como los  imanes en donde pueden ser influenciados  de mayor forma o menor por la gran presencia del llamado campo magnético
Por el  campo magnético entendí que es  el espacio de una región en lo cual una carga eléctrica puntual que ejerce un  valor en la que este se desplaza a una velocidad en donde puede sufrir los efectos de una fuerza perpendicular y proporcional  en tanto a la velocidad como al campo en lo cual se puede representar lo dicho de la siguiente manera en esta igualdad;
F=V X B
Que se puede decir que F= es la fuerza y V=es la velocidad y posteriormente B=es el campo magnético que también es llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético
también logre entender que algunos materiales magnéticos  ya se habían conocido desde la antigüedad que  por ejemplo  en el poder de atracción el hierro ejerce la magnetita, que fue  hasta el siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó plasmada   en lo cual pasaron ambos campos que fueron diferenciados para poder  formar el cuerpo de lo que a  hoy conocemos  como electromagnetismo.
Dentro del magnetismo  también se encuentra el tema de la línea de fuerza que también analizamos en la clase lo cual, yo entendí  que la línea de fuerza o bien línea flujo es la curva cuya tangente proporciona la dirección del campo en un punto que como resultado también  puede ser perpendicular a las líneas equipotenciales en luna  dirección convencional que contiene mayor a menor potencial lo cual se suponen una forma útil de esquematizar gráficamente un campo aunque  estas sean imaginarias y no contienen presencia física también de esto existe el llamado tubo de fuerza que también se puede llamar tubo de inducción electrostática o tubo de campo en donde son el conjunto de las líneas de fuerza eléctrica en donde se mueven de manera que su principio traza una curva serrada sobre una superficie positiva en donde se dice que su final traza una  curva cerrada sobre la superficie negativa y posteriormente la propia línea de fuerza genera una superficie tubular inductiva en donde podemos conocer a estos tubos  como solenoides.
Video obtenidos de la clase: