Nava Rivera Oscar Eduardo
25 de Marzo del 2014
Examen 5 (corrección)
Bibliografia:http://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29,
http://www.ojocientifico.com/5535/que-es-la-refraccion-de-la-luz,
5A.
Se denomina vector de Poynting al vector
cuyo módulo representa la intensidad instantánea de energía
electromagnética que fluye a través de una unidad de área perpendicular a
la dirección de propagación de la onda electromagnética, y cuyo sentido
es el de propagación.
Recibe su nombre del físico inglés John Henry Poynting. Se expresa mediante el símbolo 
El vector de Poynting puede definirse como el producto vectorial del
campo eléctrico y el campo magnético, cuyo módulo es la intensidad de la
onda:
donde 
representa el campo eléctrico, 
la intensidad del campo magnético y 
el campo de inducción magnética, siendo 
la permeabilidad magnética del medio. Su unidad en SI es el Vatio / metro cuadrado.
Dado que los campos eléctrico y magnético de una onda electromagnética
oscilan con la frecuencia de la onda, la magnitud del vector de Poynting
cambia en el tiempo. El promedio del vector de Poynting sobre un
período muy superior al periodo de la onda es llamado irradiancia, I:
.
La irradiancia representa el flujo de energía asociado a la radiación
electromagnética en la dirección perpendicular a su dirección de
propagación.
- Potencia de la luz: Es igual al número de fotones por unidad de tiempo por la energía de
uno de ellos.
- Intencidad
de la luz: la intensidad luminosa se define como la cantidad de flujo
luminoso que emite una fuente por unidad de ángulo sólido. Su unidad de
medida en el Sistema Internacional de Unidades es la candela (Cd).
Matemáticamente, su expresión es la siguiente:
- Amplitud de la luz: La amplitud es el desplazamiento máximo desde la posición de equilibrio.
La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o senos
consecutivos de la onda. La velocidad de propagación (V) de las
compresiones o la velocidad de fase de la onda es igual al producto de
la frecuencia por la longitud de onda: v = f.λ.
- Número
de onda: El número de onda es una magnitud de frecuencia que indica el
número de veces que vibra una onda en una unidad de distancia. En la
literatura científica se suele representar con la letra griega nu con
virgulilla:
. Sus unidades en el sistema internacional son los ciclos por metro (o metros recíprocos, m-1).
Sin embargo, en campos como la espectroscopia de infrarrojos, resulta
más útil emplear los ciclos por centímetro (o centímetros recíprocos, cm-1), una unidad que el sistema cegesimal de unidades también denomina Kayser (K).
Esta magnitud se define como la inversa de la longitud de onda:
donde λ es la longitud de la onda en el medio.
1._Indice de Refracción de Willebrard Snell.
La
ley de Snell (también llamada ley de Snell-Descartes) es una fórmula
utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar
la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz (o
cualquier onda electromagnética) con índice de refracción distinto. El
nombre proviene de su descubridor, el matemático holandés Willebrord
Snel van Royen (1580-1626). La denominaron "Snell" debido a su apellido
pero le pusieron dos "l" por su nombre Willebrord el cual lleva dos "l".
La misma afirma que la multiplicación del índice de refracción
por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo
de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Aunque
la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción
de la luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una
superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de
propagación de la onda varíe.
2._Dispersión
Se
denomina dispersión al fenómeno de separación de las ondas de distinta
frecuencia al atravesar un material.
La luz
blanca que llega al prisma se refracta y emerge formando una serie de bandas de
colores diferentes. Este fenómeno se denomina dispersión o descomposición de la
luz. La descomposición de la luz blanca fue descubierta por Newton en 1666.
Al
proyectarse sobre una pantalla las bandas de color que emergen del prisma, se
observa los colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
3._ Interferencia
El
experimento de Young, también denominado experimento de la doble
rendija, fue realizado en 1801 por Thomas Young, en un intento de
discernir sobre la naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz. Young
comprobó un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente
lejana al difractarse en el paso por dos rejillas, resultado que
contribuyó a la teoría de la naturaleza ondulatoria de la luz.
Posteriormente,
la experiencia ha sido considerada fundamental a la hora de demostrar
la dualidad onda corpúsculo, una característica de la mecánica cuántica.
El experimento también puede realizarse con electrones, protones o
neutrones, produciendo patrones de interferencia similares a los
obtenidos cuando se realiza con luz.
La figura muestra el aparato que Young
utilizó en su experimento. El aparato consiste en una estrecha rendija S1 y
dos rendijas, también estrechas, S2 y S3 paralelas
a S1 (equidistantes de
ella) y una pantalla. La luz procedente de una fuente ( no
representada) incide sobre la rendija S1. Según el principio de Huygens, desde la rendija S1 se propagan ondas secundarias que
alcanzan en un mismo instante las rendijas S2 y S3
. Es evidente que toda variación de fase de las ondas emitidas por la fuente S1
es acompañada por iguales variaciones de la fases de las ondas radiadas por las
fuentes secundarias S2 y S3 . Por
consiguiente, en las ondas radiadas por las fuentes S2 y S3
la diferencia de fase queda siempre invariable, es decir, las
fuentes son coherentes.
Cuando las ondas provenientes de las rendijas
S2 y S3 llegan a la pantalla, se observa
sobre ella un cierto número de bandas brillantes y oscuras, paralelas a las
rendijas, o sea, patrón de interferencia.
4._ Principio de Huygens y Fresnel
De acuerdo con este
principio, cada punto de un frente de onda se puede suponer como centro
secundario de perturbación que emite
ondas esféricas. Por otra parte, la perturbación total que llega a otro punto
arbitrario posterior es el resultado de la
interferencia de todas las onditas secundarias coherentes originadas en el
frente de onda considerado
5._ Difracción de Fraunhofer
Es
un patrón de difracción de una onda electromagnética cuya fuente (al
igual que la pantalla) se encuentran infinitamente alejadas del
obstáculo, por lo que sobre éste y sobre la pantalla incidirán ondas
planas. La difracción de Fraunhofer es, de esta manera, un caso
particular de la difracción de Fresnel,
y que también resulta más sencillo de analizar, debido a que la
distancia de la abertura con la de la pantalla es muy grande y los rayos
pueden ser analizados como paralelos, cosa que en el experimento de
Fresnell no ocurre. Este tipo de fenómeno es observado a distancias más
lejanas que las del campo cercano de la difracción de Fresnel y ocurre
solamente cuando el número de Fresnel es mucho menor que la unidad y se
puede realizar la aproximación de rayos paralelos.
5B.
El fotón es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio. El fotón tiene una masa cero y viaja en el vacío con una velocidad constante.
En
mi opinión la
definición del texto de Hecht se me hace bastante confusa, por esto me disgusta y se me hace complicado entender
los conceptos. En cambio el concepto que el profesor nos ha dado se me hace mucho más facil de entender, ademas de que concuerdan más con mi definición propuesta, me gusta la definición del profesor.
5C.
En
mi opinión el premio nobel de física en 2012 y el texto en SAE tienen
relación, primeramente porque son estudos aceca de la luz y lo que se
busca segun entiendo en el texto de SAE es juntar parejas de fotones que
podrían aplicarse en ciencia y tecnologia para aumentar caracteristicas
a las maquinas. Por otro lado el premio nobel busca crear
supercomputadoras, esa sería la aplicación inmediata, facilitando
muchisimo el avance tecnologico.
5D.
(d/dT)P + (d/dP)T
(d/dT)P + (d/dP)(P+T)
Derivada.
