Conceptos Fundamentales de Física: Electricidad, Magnetismo y Óptica

Electricidad y Magnetismo

Ángulo crítico: Ángulo para el cual, el rayo refractado emerge rasante a la superficie que separa los medios.

Campo: Región del espacio cuyas propiedades son perturbadas por la presencia de una masa. Las masas no se atraen entre sí, sino que modifican el espacio que hay a su alrededor.

Magnitud del campo: Magnitud que define el campo desde un punto de vista dinámico. Puede considerarse como la fuerza que actuaría sobre la unidad de masa testigo colocada en un punto.

Principio de superposición de campos: El campo total en un punto del espacio es igual a la suma de los campos generados individualmente.

Leyes y Principios:

• Ley de Coulomb: La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
• Ley de Faraday: La corriente eléctrica es inducida por la variación del flujo magnético.
• Ley de Lenz: El sentido de la corriente inducida es tal que el campo magnético creado por ella tiende a oponerse a la variación del flujo magnético que la ha originado.
• Teorema de las fuerzas vivas (Teorema de la energía cinética): Las fuerzas conservativas son aquellas cuyo trabajo para trasladar una partícula desde un punto hasta otro solo depende de las propiedades de dichos puntos y no de la trayectoria seguida.

Conceptos adicionales:

• Flujo: Medida del número de líneas de fuerza que atraviesan una superficie.
• Foco: Punto del eje principal donde convergen los rayos que vienen del infinito.
• Ley de Gravitación Universal: Fuerza que sufren dos o más masas debido a su presencia. Es inversamente proporcional a la distancia que separa sus centros.
• Potencial: Energía potencial que adquiere un cuerpo colocado en un punto.
• Superficie equipotencial: Lugar geométrico formado por los puntos donde el potencial toma el mismo valor. Por el principio de superposición, estas superficies no se cortan. Si lo hacen, el valor del campo es nulo. Son perpendiculares a las líneas de campo. El campo no realiza trabajo sobre un cuerpo que se desplace en una superficie equipotencial.

Óptica

Ley de Snell: Cuando la luz incide en la superficie de separación de dos medios distintos, una parte sigue propagándose por el mismo medio (se refleja) y el resto, por el otro medio a distinta velocidad.

Ondas

Onda estacionaria: Al no ser viajera, la energía no se propaga: queda confinada entre nodos.

Propiedades de las ondas:

• Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos consecutivos que están en el mismo estado vibratorio [m].
• Periodo (T): Tiempo que tarda en propagarse la perturbación una unidad igual a la longitud de onda [s].
• Frecuencia (f): Número de longitudes de onda que pasan por un punto en la unidad de tiempo [Hz].
• Frecuencia angular (ω): [rad/s].
• Velocidad de propagación (vp): Distancia que recorre la perturbación por unidad de tiempo [m/s].
• Amplitud (A): Valor máximo de la perturbación [m].

Movimiento

Órbitas: Si consideramos una órbita circular, la aceleración solo tendrá componente centrípeta y la segunda ley de Newton queda:

Radiactividad

• Radiactividad α: Cuando un núcleo radiactivo emite una partícula α, se transforma en otro con número atómico dos unidades menor y cuya masa es cuatro unidades menor aproximadamente.
• Radiactividad β: Cuando un núcleo radiactivo emite un electrón β, se transforma en otro cuyo número atómico es una unidad mayor y la masa es la misma.