Física 2º de Bachillerato

ÓPTICA GEOMÉTRICA La óptica geométrica es la parte de la óptica que trata, a partir de representaciones geométricas, de los cambios de dirección que experimentan los rayos luminosos en los distintos fenómenos de reflexión y refracción. Un espejo es una superficie lisa y pulida capaz de reflejar los rayos luminosos. Puede ser plano o esférico según la superficie.  Los espejos esféricos se clasifican en cóncavos y convexos según si la superficie reflectante es la cara interna del espejo o la externa. Una lente es un sistema óptico formado por un medio transparente de índice de refracción diferente al del medio exterior y que limita mediante dos superficies o dioptrios, uno de los cuales es esférico y el otro puede ser plano o esférico.

FÍSICA RELATIVISTA

FÍSICA CUÁNTICA Los tres fenómenos que dieron las pistas para la formulación de la Física Cuántica tienen relación con la absorción y la emisión de ondas electromagnéticas de los átomos que constituyen la materia. 1. Limitaciones de la Física Clásica. 1.1 Radiación térmica del cuerpo negro La energía electromagnética que emite un cuerpo debido a su temperatura se denomina radiación térmica. Esta varía debido a la temperatura y a la composición del cuerpo. Aun así, existe un conjunto de cuerpos cuya radiación térmica solo depende de la temperatura y son llamados cuerpos negros. Su radiación presenta dos características: La potencia total emitida a una temperatura por una superficie sigue la ley de Stefan-Boltzmann. La longitud de onda máxima para la que se produce mayor emisión de energía es inversamente proporcional a la temperatura según la ley del desplazamiento de Wien. Plank buscó poder explicar la radiación del cuerpo negro y formuló las hipótesis: Los átom...

FÍSICA NUCLEAR RADIACTIVIDAD:  propiedad que presentan determinadas sustancias, llamadas radiactivas, de emitir radiación capaz de penetrar cuerpos opacos, ionizar el aire, impresionar placas fotográficas y excitar la fluorescencia de ciertas sustancias. RADIACIÓN ALFA, BETA Y GAMMA . Radiación alfa : son núcleos de helio (He) formados por dos protones y dos neutrones. Tiene baja capacidad de penetración y la frena y folio o la piel humana. Radiación beta: son electrones procedentes del núcleo atómico. Son muy ligeras y de carga negativa. Son más penetrantes pero detenidas por una lámina fina metálica. Radiación gamma: es radiación electromagnética de alta energía. Es muy penetrante y para detenerla se necesitan placas de hormigón de gran espesor. LEY DE DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA La ley de desintegración radiactiva es un proceso aleatorio regido por una ley de decaimiento exponencial. Esta fórmula, es la ley de emisión radiactiva. En ella, tenem...

ÓPTICA FÍSICA NATURALEZA DE LA LUZ Huygens propuso que la luz consiste en la propagación de una perturbación ondulatoria del medio, lo que explicaba la reflexión y la refracción. Einstein sostenía que la luz tenía una doble naturaleza: corpuscular y ondulatoria. Que esta se propaga mediante ondas electromagnéticas y presenta los fenómenos típicamente ondulatorios pero al interactuar con la materia manifiesa un carácter corpuscular. La luz, puede producir dos fenómenos: reflexión y refracción, que ocurren cuando el frente de ondas llega a la superficie de separación entre dos medios con distintas propiedades ópticas. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN - En la reflexión , la luz rebota contra la superficie. Las leyes de Snell explican lo que ocurre: El rayo incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo reflejado están en el mismo plano. El ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales. - En la refracción , la onda pasa a través del otro me...

SONIDO Llamamos intensidad I , de una onda a la energía que atraviesa por unidad de tiempo una superficie unidad perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Siendo P, la potencia de la onda y A o, también llamado S, el área de la superficie mediante la que se transmite la onda sonora. Si ese área es el de una esfera utilizaremos la fórmula inferior. La intensidad se mide el Watios (potencia) dividido entre metro al cuadrado (área). El sonido es una vibración o perturbación mecánica de algún cuerpo que se propaga en forma de ondas a través de cualquier medio elástico. Dentro de la intensidad, tenemos el nivel de intensidad sonora, que representamos con la letra griega beta. Aquí tenemos el umbral de audición Io, que representa la intensidad mínima audible y cuyo valor es 10 elevado a -12 W·m-2. Un valor de 0dB equivale al umbral de audición y 120 dB al de dolor.

ONDAS ARMÓNICAS Un movimiento ondulatorio es una forma de transmisión de energía, sin transporte neto de materia, mediante la propagación de alguna forma de perturbación. Esta perturbación se denomina onda. Las ondas pueden ser transversales o longitudinales, pero vamos a estudiar las primeras. Una onda es tranvesrsal si su dirección de propagación es  perpendicular a la dirección de la oscilación que provoca en  las partículas del medio perturbado. Las características de las ondas armónicas: - Amplitud de onda: es el valor máximo de la elongación y se mide en metros. (A). - Longitud de onda : es la distancia mínima entre dos puntos que oscilan en fase y se mide en metros  (letra griega landa). - Periodo: tiempo que emplea el movimiento  ondulatorio en avanzar una longitud de onda y se  mide en segundos (T). - Frecuencia: número de ondas que pasan por un  punto del medio por unidad de tiempo (f o N). Estas s...

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA El flujo de campo magnético a través de una superficie representa la cantidad de líneas de fuerza que lo atraviesan. El flujo se mide en weber y como para una superficie cerrada, el número de líneas de campo que entran y salen es igual, el flujo es nulo en todo momento. La Ley de Faraday-Lenz dice que los campos magnéticos, bajo ciertas condiciones, son capaces de generar corrientes eléctricas. A ese fenómeno se le llama inducción y a esas corrientes, corrientes inducidas. La existencia de las corrientes inducidas se fundamenta en la variación del flujo magnético que atraviesa un circuito. La fuerza electromagnética inducida en un circuito será, por tanto, numéricamente igual y de signo opuesto a la variación del flujo magnético que atraviesa el circuito.

CAMPO MAGNÉTICO La interacción entre polos magnéticos es, al igual que la gravitatoria o la eléctrica, una interacción a distancia y se puede utilizar el concepto de campo. Un imán o una corriente eléctrica crean una propiedad nueva en el espacio que lo rodea llamada campo magnético. Las líneas tangentes a las fuerzas que ejerce el campo en cada punto se denominan líneas de campo. Donde las líneas estén más próximas la densidad será grande y donde estén más alejadas la densidad será menor. Estas líneas son cerradas, no pueden aislarse y se les asigna un sentido que es saliente por el polo Norte y entrante por el polo Sur. La fuerza que ejerce el campo es sobre partículas en movimiento y es proporcional a la intensidad del campo y a la velocidad de las partículas. Esta también depende del ángulo que formen B y v: - Si el ángulo es de 90º la fuerza es máxima. - Si el ángulo es de 0º no existe ninguna fuerza. Si además de un campo magnético, coexiste un campo eléctrico, ...

CAMPO CREADO POR UNA ESFERA DE CARGA Q En una esfera metálica en equilibrio la carga que contiene se distribuye en la superficie de tal manera que el valor del campo eléctrico en el interior vale 0. Por ello, el campo lo podremos calcular en puntos exteriores donde esa esfera se comporta como si fuera una carga puntual colocada en el centro de la misma. En una esfera que no es metálica, la carga se distribuye de forma homogénea en todo su volumen. Dentro de dicha esfera el campo crece linealmente y fuera de ella, esta vuelve a comportarse como si fuera una carga puntual. Vídeo explicación del resultado de aplicar Gauss:  https://www.youtube.com/watch?v=XT94Mzgn04I

CAMPO ELÉCTRICO CREADO POR UN HILO INFINITO CARGADO El  campo eléctrico  generado por una distribución lineal de carga (hilo uniformemente cargado) en un punto próximo a él : COMO CALCULARLO:  https://www.youtube.com/watch?v=unrN0yulZBg Si queremos calcular el la diferencia de potencial entre dos puntos A y B delante del hilo que distan una distancia Ra y Rb del hilo, lo haremos sabiendo que la diferencia de potencial es igual a la densidad lineal de carga entre el producto de 2 x  π x la permitividad del medio y a su vez todo multiplicado por el logaritmo neperiano de Rb entre Ra.

CAMPO ELÉCTRICO CREADO POR UN PLANO INFINITO El plano infinito Π con una densidad superficial de carga eléctrica constante tiene distribuida una cantidad de carga Q. Además, la región es lo suficientemente extensa como para poder considerar que, en puntos que se hallan lejos de la bordes, la carga se distribuye de manera uniforme. En consecuencia, la validez del modelo y de los resultados que de él se deriven, se restringirá a la región del espacio que comprende puntos suficientemente alejados de los bordes de la superficie cargada, a la vez que tan próximos a ella como para que su tamaño pueda considerarse infinito. La distribución de carga uniforme e infinitamente extensa es simétrica respecto de cualquier plano vertical. Es de esperar, por tanto, que el campo eléctrico creado presente propiedades de simetría que permitan obtenerlo fácilmente mediante la aplicación de la ley de Gauss. En consecuencia, el primer paso será determinar las propiedades geométricas de dicho cam...

POTENCIAL ELÉCTRICO O ELECTROSTÁTICO El trabajo realizado por el campo eléctrico E entre dos puntos A y B a lo largo de una curva cualquiera se puede expresar como: de donde se concluye que es independiente del camino y se puede expresar como la diferencia de una función valuada entre los puntos inicial y final. A dicha función se la conoce como potencial eléctrico. Cuando esto ocurre se dice que el campo es conservativo.  La forma de esta función en su forma general puede escribirse como: Por lo que el potencial queda indefinido en una constante, y para eliminarla en los cálculos se establece como origen de potenciales el infinito . Para el potencial eléctrico también se puede aplicar el principio de superposición. El potencial en un punto puede considerarse como el trabajo que debe realizarse en contra del campo para llevar ,sin acelerar, la unidad de carga positiva desde el infinito hasta dicho punto, o bien, como el trabajo que deben reali...

CAMPO ELÉCTRICO El campo electrostático es el campo de fuerzas asociado a la fuerza electrostática. Se define el vector intensidad de campo eléctrico (E) , o más comúnmente, campo eléctrico en un punto P del espacio que rodea a una carga puntual Q dada, como la fuerza ejercida por esta carga sobre la unidad de carga positiva situada en el punto genérico. O sea: Donde: E: vector campo eléctrico creado por la carga Q en el punto P. K: constante eléctrica. r: distancia que separa a Q y a P. U: vector unitario con origen en Q y sentido hacia P. Se trata de un campo central con simetría esférica, porque todas las fuerzas que lo constituyen pasan por un punto O llamado centro de fuerzas. Se dice que posee simetría esférica cuando el módulo de la fuerza en cada punto depende solo de la distancia del centro de fuerzas al punto. Principio de Superposición para el campo eléctrico Se emplea para varias cargas:  PROPIEDADES DE LAS LÍNEAS DE CAMPO ...