Ones Electromagnètiques: Lleis de Maxwell i Propietats de la Llum

Lleis de Maxwell (1861)

Maxwell va formular la teoria sobre el funcionament de la llum i de les ones electromagnètiques, establint que la llum és un tipus d'ona electromagnètica. Inicialment, això només va ser una teoria.

Hertz (1887)

Hertz va dur a la pràctica la teoria de Maxwell, produint ones electromagnètiques. Això va permetre el desenvolupament de les telecomunicacions. Amb aquest experiment, es va demostrar que és possible generar ones electromagnètiques amb longituds d'ona diferents a les de la llum.

La llum és una ona que consisteix en l'oscil·lació d'un camp magnètic i un camp elèctric.

Propietats Ondulatòries de la Llum

L'òptica és la part de la física que estudia la interacció de la llum amb la matèria.

A. Reflexió i Refracció

Aquests fenòmens es produeixen quan una ona canvia de medi. Hi ha un canvi en la velocitat de propagació i es produeixen dos fenòmens simultàniament:

• Reflexió (1): El raig torna al mateix medi, canviant la direcció de propagació en arribar a la superfície de separació dels dos medis.
• Refracció (2): El raig entra al segon medi, variant la direcció de propagació de l'ona.

Lleis de la Reflexió i la Refracció

• 1a llei: Les direccions dels raigs incident, reflexat i refractat, juntament amb la normal, estan sobre el mateix pla.
• 2a llei: Llei de la reflexió. Els angles d'incidència i de reflexió són iguals.
• 3a llei: Llei de Snell o de la refracció. N = índex de refracció (sense unitats). La velocitat de la llum en l'aire és c = 3·10⁸ m/s.

Angle Límit: Angle a partir del qual ja no es veu la refracció (l'angle de refracció és just 90°). Aquest fenomen s'aplica en la fibra òptica.

B. Polarització de la Llum

Hi ha substàncies que tenen la propietat de ser travessades només per raigs de llum amb un pla d'oscil·lació del camp elèctric determinat, i absorbeixen la resta de raigs. Aquestes substàncies actuen com a polaritzadors de la llum.

Exemple: l'atmosfera.

C. Difusió

La difusió és el fenomen pel qual veiem el cel de color blau. La llum del sol xoca amb les partícules de l'aire, produint reflexió, refracció, etc. Sense atmosfera, el cel es veuria negre.