Marco Teórico De Electromagnetismo

2.- Obtengan la ecuación de onda de las ecuaciones de Maxwell.

Ondas electromagnéticas y polarización

Los campos en una onda electromagnética que se mueven a lo largo del eje X son:

E = Ey cos(kx-ωt) j + Ez cos(kx-ωt+δ) k

B = Bz cos(kx-ωt) k - By cos(kx-ωt+δ) j = (c×E)/c2

donde c = c i, Bz = Ey/c y By = Ez/c. Las unidades se seleccionan de tal manera que c = 1. Puedes cambiar las amplitudes Ey y Ez, así como la longitud de onda λ = 2π/k y la fase relativa. 1. La vista de la proyección tridimensional se puede cambiar con el cursor o el ratón. 2. La imagne completa puede moverse con el ratón miwntras se presiona CTRL. 3. Para cambiar el ZOOM en la proyección presiona SHIFT al momento de bajar o cubir el puntero del ratón. 4. Pon el puntero del ratón sobre un elemento para obtener información.

3.-Describan la forma de obtener el valor de la velocidad de la luz en el vacío.

En esta página, se simula una práctica de laboratorio que es una aplicación del circuito en serie LCR. La simulación se mantiene fiel a la práctica real. La autoinducción de la bobina se mantiene fija, pudiéndose variar la capacidad del condensador arrastrando con el puntero ratón una de sus placas para aumentar o disminuir la separación entre las mismas. Esta simulación es similar a la medida de la velocidad del sonido en el capítulo Movimiento ondulatorio.

Fundamentos físicos

Las ondas electromagnéticas (la luz es una de ellas) se propaga con una velocidad que depende de las propiedades eléctricas y magnéticas del medio. En el vacío la velocidad de propagación es

donde 0 y 0 son la constante dieléctrica y la permeabilidad magnética del vacío.

La frecuencia de resonancia de un circuito en serie LCR es

donde L es la autoinducción de un solenoide de N=4280 espiras, longitud l=20 cm , y sección S’=4.6•10-4 m2,

El condensador está formado por dos placas plano-paralelas de sección S y separación d. Las placas son circulares y tienen un radio de 0.129 m, la separación d se puede cambiar con un nonius

La frecuencia de resonancia 0 del circuito LCR se puede expresar en términos del producto 0 •0, o bien, de la velocidad de la luz en el vacío c.

El experimento consiste en hallar la frecuencia de resonancia 0 del circuito LCR para cada separación d entre las placas del condensador. A continuación, se representan los datos experimentales: en le eje vertical la inversa de los cuadrados de las frecuencias de resonancia, y en el eje horizontal, la inversa de la separación entre las placas.

Se calcula la pendiente de la recta que mejor ajusta a los datos experimentales. Conocida la pendiente se despeja la velocidad c de la luz en el vacío.

Velocidad de la luz

Física/Óptica/Velocidad de la luz

Determinación de la velocidad de la luz

En el año 1672 el astrónomo danés Olaf Roëmer consiguió realizar la primera determinación de la velocidad de la luz, considerando para ello distancias interplanetarias. Al estudiar el periodo de revolución de un satélite (tiempo que emplea en describir una órbita completa) del planeta Júpiter, observó que variaba con la época del año entre dos valores extremos. Roëmer interpretó este hecho como consecuencia de que la Tierra, debido a su movimiento de traslación en torno al Sol, no se encontraba siempre a la misma distancia del satélite, sino que ésta variaba a lo largo del año. Los intervalos medidos representaban realmente la suma del periodo de revolución más el tiempo empleado por la luz en recorrer la distancia entre el satélite y la Tierra. Por esta razón la luz procedente del satélite tardaría más tiempo en llegar al observador cuando éste se encontrase en la posición más alejada, lo que se traduciría en un intervalo de tiempo algo más largo.

La diferencia entre los correspondientes tiempos extremos sería, entonces, el tiempo empleado por la luz en recorrer el diámetro de la órbita terrestre en tomo al Sol. Dado que en su época éste se estimaba en 300 000 000 km y el resultado de dicha diferencia resultó ser de 1 320 segundos, Roëmer, mediante el siguiente cálculo cinemático sencillo:

obtuvo una primera medida del valor de la velocidad c de la luz en el vacío. El valor más preciso obtenido por este método es de 301 500 km/s.

Velocidad e índice de refracción

La velocidad con que la luz se propaga a través de un medio homogéneo y transparente es una constante característica de dicho medio, y por tanto, cambia de un medio a otro.

Debido a su enorme magnitud la medida de la velocidad de la luz se ha requerido la invención de procedimientos ingeniosos que superarán el inconveniente que suponen las cortas distancias terrestres en relación con tan extraordinaria rapidez. Métodos astronómicos y métodos terrestres han ido dando resultados cada vez más próximos. En la actualidad se acepta para la velocidad de la luz en el vacío el valor c = 299,792,458 m/s.

De acuerdo con la física moderna toda radiación electromagnética (incluida la luz visible) se propaga o mueve a una velocidad constante en el vacío, conocida común —aunque impropiamente[cita requerida]— como "velocidad de la luz" (magnitud vectorial), en vez de "rapidez de la luz" (magnitud escalar). Ésta es una constante física denotada como c. La rapidez c es también la rapidez de la propagación de la gravedad en la Teoría general de la relatividad.

Una consecuencia en las leyes del electromagnetismo (tales como las ecuaciones de Maxwell) es que la rapidez c de radiación electromagnética no depende de la velocidad del objeto que emite la radiación. Así, por ejemplo, la luz emitida de una fuente de luz que se mueve rápidamente viajaría a la misma velocidad que la luz proveniente de una fuente estacionaria (aunque elcolor, la frecuencia, la energía y el momentum de la luz cambiarán; fenómeno que se conoce como efecto Doppler).

Si se combina esta observación con el principio de relatividad, se concluye que todos los observadores medirán la velocidad de la luz en el vacío como una misma, sin importar el marco de referencia del observador o la velocidad del objeto que emite la luz. Debido a esto, se puede ver a c como una constante física fundamental. Este hecho, entonces,

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