Propagación de Ondas Electromagnéticas y Gravitación: Fundamentos y Leyes

Propagación de Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son transversales y consisten en la propagación, sin necesidad de ningún soporte material, de un campo eléctrico y de un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación. La velocidad de la luz es mayor en el vacío que en los medios materiales.

Índice de Refracción

El índice de refracción absoluto n de un medio es la razón entre la velocidad de la luz en el vacío c y la velocidad v de propagación en ese medio (n = c/v). Llamamos índice de refracción relativo del medio 2 respecto del medio 1 al cociente de dividir los correspondientes índices de refracción absolutos (n₁ * sen i = n₂ * sen r). El ángulo límite L es el ángulo de incidencia al que corresponde un ángulo de refracción de 90°.

Sistemas Ópticos y Espejos

Un sistema óptico es un conjunto de superficies que separan medios transparentes, homogéneos e isótropos de diferente índice de refracción. Llamamos espejo a toda superficie lisa y pulida capaz de reflejar los rayos luminosos. Puede ser plano o esférico según como sea la superficie.

Gravitación

Ley de Gravitación Universal

Dos partículas materiales se atraen mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Concepto de Campo

Llamamos campo a la perturbación real o ficticia del espacio determinada por la asignación a cada punto del valor de una magnitud. Campos de fuerza: Decimos que existe un campo de fuerzas en un lugar del espacio, si al colocar en él un cuerpo, este queda sometido a una fuerza; pueden ser campos uniformes y campos centrales.

Campo Gravitatorio

Llamamos campo gravitatorio a la perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener masa. La intensidad del campo gravitatorio, g, en un punto del espacio es la fuerza que actuaría sobre la unidad de masa situada en ese punto. El potencial gravitatorio en un punto del espacio es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar la unidad de masa desde dicho punto hasta el infinito.

Campo Gravitatorio Terrestre

El campo gravitatorio de la Tierra es la perturbación que esta produce en el espacio que la rodea por el hecho de tener masa. La intensidad del campo gravitatorio terrestre, g, en un punto del espacio es la fuerza con la que la Tierra atrae a la unidad de masa situada en ese punto. La energía potencial gravitatoria de una masa m en un punto del campo gravitatorio es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar la masa m desde dicho punto hasta el infinito. El potencial gravitatorio en un punto del campo gravitatorio terrestre es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar la unidad de masa desde dicho punto hasta el infinito.

Fuerza Centrípeta y Velocidad de Escape

La fuerza centrípeta es igual a la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce la Tierra. La velocidad de escape, V_e, es la velocidad que debe adquirir un cuerpo para escapar de la atracción gravitatoria terrestre.

Leyes de Kepler

• Primera ley: Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol situado en uno de sus focos.
• Segunda ley: La recta que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
• Tercera ley: El cuadrado del período del movimiento de un planeta es directamente proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol.