Fenòmens Ondulatoris i Electromagnetisme

Electricitat i Magnetisme

Força Elèctrica

La força elèctrica pot ser atractiva o repulsiva, en funció del signe de les càrregues elèctriques: si les càrregues tenen el mateix signe es repel·leixen, en canvi, si tenen signe contrari s'atrauen. La direcció de la força elèctrica sempre és la mateixa que la línia que uneix les càrregues. El valor de la força és proporcional al valor de les càrregues i inversament proporcional a la distància que les separa.

Potencial Elèctric

El potencial elèctric (V) és una propietat dels punts de l'espai, que es posa de manifest quan, al situar una càrrega elèctrica en un punt de l'espai on hi hagi un potencial elèctric, aquesta assoleix, només per posar-la en aquest punt, una energia potencial elèctrica.

Camp Elèctric

De la mateixa manera, podem definir el camp elèctric. Es tracta d'una propietat dels punts de l'espai que es posa de manifest quan, al col·locar una càrrega elèctrica en un punt en el qual hi hagi un camp elèctric (E), aquesta càrrega experimenta una força elèctrica.

Conductors Elèctrics

Però per aconseguir el moviment de càrregues elèctriques cal que disposem d'un material que tingui càrregues elèctriques i que es puguin moure, és a dir, que sigui conductor de l'electricitat. Un conductor elèctric ha de tenir dues propietats:

• Posseir càrregues elèctriques.
• Les càrregues elèctriques s'han de poder moure.

Efecte Joule

L'efecte Joule explica la calor emesa per un conductor quan per ell circula una intensitat de corrent. Al circular les càrregues per l'interior del conductor, xoquen contra la matèria del conductor i l'energia de les càrregues en moviment, en xocar, es transforma en calor. La quantitat de calor emesa per unitat de temps és la potència subministrada pel circuit quan té resistències elèctriques.

Fenòmens Ondulatoris

La Llum com a Ona Electromagnètica

La llum és una ona electromagnètica, està produïda per càrregues accelerades i és capaç de desplaçar-se sense necessitat d'un medi material, és a dir, es pot propagar en el buit. En tota ona sempre hi ha un punt on comença l'ona, que rep el nom de focus. El focus vibra i aquesta vibració es propaga en l'espai.

Magnituds d'una Ona

En tota ona o moviment ondulatori cal establir una sèrie de magnituds que la defineixen:

• Longitud d'ona (λ): és la distància entre dos màxims consecutius.
• Freqüència (f): és el nombre d'oscil·lacions per unitat de temps de qualsevol punt afectat per l'ona. La freqüència de l'ona sempre és la mateixa, és una característica del moviment ondulatori que no canvia encara que l'ona canviï de medi.
• Període (T): és el temps que triga un punt afectat per l'ona en realitzar una oscil·lació completa.
• Velocitat de propagació (v): es tracta de la velocitat amb la qual es propaga el moviment ondulatori.

Fenòmens Ondulatoris

• Reflexió: quan l'ona arriba a un obstacle canvia de direcció sense canviar de medi.
• Refracció: és la desviació de la direcció de propagació d'una ona quan canvia de medi.
• Interferència: quan en un punt arriba més d'un moviment ondulatori es produeix el fenomen d'interferència, de manera que els punts afectats per les ones poden vibrar amb amplitud màxima o mínima, segons el tipus d'interferència.
• Difracció: consisteix en el canvi en el front d'ona.

Conceptes per a la Propagació d'una Ona

Per entendre la propagació d'una ona cal definir una sèrie de conceptes:

• Front d'ona: punts del medi als quals arriba l'ona en un temps determinat. Aquest front pot ser circular, cilíndric, pla, esfèric...
• Raig: és qualsevol línia perpendicular al front d'ona i ens indica la direcció de propagació de l'ona.