Magnetismo inducido
El magnetismo inducido es un material magnético no magnetizado que entra en contacto con un polo de un imán permanente. Consecuentemente con esto, el material no magnetizado se convierte en imán. En el momento en el que el campo magnético desaparece, el magnetismo del imán se pierde. El magnetismo inducido se conoce porque se le induce el magnetismo al material que carece de él.
Los dominios magnéticos que se encuentran dentro se alinean durante un momento en la dirección de un campo magnético externo a él.
La magnetización inducida es proporcional a la intensidad del campo magnético del imán que induce el magnetismo, es decir a mayo intensidad del campo original, más imantación inducida.
La intensidad del campo magnético se puede conocer con la ley de Faraday.
La inducción magnética es la medida en la cual se mide la concentración del flujo magnético. El flujo magnético es la cantidad de líneas del campo magnético que se encuentran en una superficie. Para obtener la inducción magnética debemos aplicar las siguientes fórmulas:
- En el caso de que se encuentre en un medio magnético:
B = µ·H
- En el caso de que se encuentre en el vacío:
B0 = H
Para conocer el flujo magnético debemos aplicar:
Φ = flujo magnético
B = campo magnético en Tesla
S = superficie
Imanes inducidos
Los imanes inducidos son elementos que poseen un magnetismo inducido. Los imanes temporales o inducidos están hechos de materiales magnéticos suaves como el hierro, el cobalto y el níquel. Estos imanes se pueden magnetizar y desmagnetizar, un ejemplo básico sería un electroimán o una bobina. Corrientes inducidas es el tipo de corriente de la inducción electromagnética. Esto sucede cuando una corriente eléctrica, cambiando su potencial de su polaridad
Diferencia de un imán inducido y un imán permanente
Por un lado, un imán inducido es un imán temporal el cual tan solo puede mantener la carga magnética durante un momento una vez se ha sometido previamente a una fuerza magnética. Por otro lado, el imán permanente siempre mantiene su carga y nunca la pierde.
Los ejemplos más habituales del magnetismo inducido son:
- Clips
- Baterías eléctricas
- Generadores
- Transformadores
El experimento de Gilbert y el magnetismo inducido
Gilbert mediante cadenas colocó 2 barras colocadas en forma paralela de hierro encima de una esfera. Observandolo, se dio cuenta que las dos barras se repelían.
El modelo clásico de los electrones libres
El modelo clásico de los electrones libres consiste en átomos metálicos dispuestos en una estructura cristalina que es capaz de vibrar. Este electrón tiene una percepción de los electrones como si fueran gases. A diferencia de las moléculas de gas ordinarias. Este tipo de electrones se llaman así porque tienen cargas libres.
La velocidad del electrón libre es 0 y se encuentra con la ausencia del campo eléctrico. En el momento que aparece un campo eléctrico los electrones libres se dirigen hacia el potencial positivo.
Esta teoría explica la razón por la cual los metales tienen la capacidad de conducir la electricidad. En esta teoría más de la mitad de los elementos que se encuentran en la tabla periódica son metales.
Tipo de estructura:
El modelo de electrón libre es para mostrar el comportamiento de los electrones de valencia en una estructura cristalina de un metal sólido. Podemos encontrar 3 estructuras cristalinas:
- BCC → Red cúbica centrada, los átomos se encuentran en los vértices en el medio del cubo.
- FCC → Red cúbica de caras centradas, los átomos se encuentran en los vértices y en las caras del cubo.
- HCP → Red hexagonal compacta, a diferencia de los anteriores esta se sitúa en el vértice de un prisma con forma hexagonal, como podemos ver en la siguiente imagen:
Tipos de modelos y teorías
En el modelo clásico de los electrones libres podemos encontrar varios modelos que lo forman:
- El modelo de Drude → Entre el impacto, los electrones hacen un movimiento libre con la ausencia de relacionarse con otros electroimanes. El acercamiento de los electroimanes de forma independiente, también se conoce como electrones libres.
- El modelo de Sommerfeld →En este modelo encontramos que los electrones no tienen ningún tipo de relación hacia los núcleos atómicos, siendo estos electrones parecidos a partículas libres.
Existen 3 teorías del electrón libre:
1. Teoría clásica del electrón libre = esta teoría fue la primera en 1900 y la que contiene electrones libres que se encargan de la conductividad eléctrica.
2. Teoría cuántica del electrón libre = partiendo de la teoría anterior esta teoría creada en 1928 establece que los electrones se desplazan libremente con un potencial constante.
3. Teoría de la zona = aquí encontramos que el potencial tiene proporción con la tres. Esta teoría se conoce como la teoría de bandas de sólidos.
Ley de snell
La ley de snell fue descubierta por Willebrord Snell Van Royen en 1621 la cual está destinada para conocer el ángulo de refracción de la luz en el momento que traspasa una superficie con un índice de refracción diferente.
La ley de Snell también la podemos ver como la ley de refracción de la luz y el principio de Fermat, esta ley establece que la conexión que tienen los senos de los ángulos que se encuentran en la refracción es la misma que relación inversa de los índices que tiene la refracción dentro de los medios.
El principio de Fermat puede conllevar a la ley de refracción, la cual establece que la luz se desplaza entre dos puntos en el menor tiempo posible.
La ley de Snell es la ley que establece conexión entre el ángulo de la luz incidente y el ángulo de la luz transmitida.
¿Qué relación tiene la ley de Snell con el magnetismo?
La ley de Snell conecta el ángulo de refracción de la luz atraviesa la separación que se encuentra en dos medios distintos tanto en la propagación de la luz como en una onda electromagnética
A continuación, podemos ver una tabla de índices de refrigeración de algunas sustancias.
Está relacionado con la refracción de las ondas.
Fórmula de la ley de snell
La siguiente fórmula quiere decir que el ángulo de reflexión es igual que el ángulo de incidencia.
n1· sinθ1=n2 · sinθ2
n1 = índice de refracción del primer medio
n2 = índice de refracción del segundo medio
sin = función trigonométrica del seno
θ1 = ángulo de incidencia del haz de luz
θ2 = ángulo de salida del haz de luz
En el caso de que n1 >n2 y sinθ1> sinθ2 e el índice refractado se aproxima al normal
En el caso de que n1<n2 y sinθ1< sinθ2 e el índice refractado se aleja al normal
La demostración de la ley de snell la podemos obtener mediante el principio de Fermat. Para derivar la ley de reflexión al principio de Fermat, se necesita conocer la longitud del camino de A a B:
La ley de Snell establece la relación entre un rayo de luz cruzando el límite o la superficie de separación entre 2 sustancias que se encuentren juntas y el índice de refracción correspondiente.
Las aplicaciones de la ley de refracción de la luz
La aplicación de la ley de refracción de la luz nos permite tener prismas, entre otras cosas. Sin esta curvatura de la luz, no podríamos enfocar nuestra retina.
Algunos ejemplos de la ley Snell son la reflexión del campo en el agua del lago. Otro ejemplo claro de esta ley es la fibra óptica la cual se emplea en las redes de datos.
