Ejercicio T2 · Física PAU Murcia Ordinaria 2022

T2 Ondas electromagnéticas. (1 punto)

Solución: 1. Naturaleza y origen: Una onda electromagnética es una perturbación periódica formada por campos eléctrico ($\vec{E}$) y magnético ($\vec{B}$) oscilantes, perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación. Tienen su origen en cargas eléctricas aceleradas. 2. Propiedades principales: - Ondas transversales: $\vec{E} \perp \vec{B}$ y ambos son perpendiculares al vector de propagación $\vec{v}$. - Propagación en el vacío: No necesitan un medio material para propagarse. En el vacío se propagan con la velocidad de la luz: $$c = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0 \mu_0}} \approx 3 \cdot 10^8\ \mathrm{m/s}$$ - En un medio material transparente con índice de refracción $n$, se propagan a menor velocidad: $v = c/n$. - Relación entre campos: En cualquier instante se cumple que $E = c B$. - Transporte de energía y momento: Transportan energía y cantidad de movimiento, pero no materia. La energía de un fotón está cuantizada según $E = h \nu$. - Relación fundamental de onda: $c = \lambda \nu = \lambda / T$. 3. Espectro electromagnético: Conjunto de todas las frecuencias o longitudes de onda posibles. Ordenadas de menor a mayor frecuencia (mayor a menor longitud de onda): 1. Ondas de radio 2. Microondas 3. Infrarrojo (IR) 4. Luz visible (de $\approx 700\ \mathrm{nm}$ a $\approx 400\ \mathrm{nm}$) 5. Ultravioleta (UV) 6. Rayos X 7. Rayos gamma ($\gamma$)