Física elemental. Tomo 2, óptica, magnetismo, electricidad / José S. Fernández, Ernesto E. Galloni.

CONTENIDO
CAPÍTULO 1. FUNDAMENTOS DE LA OPTICA PROPAGACIÓN DE LA LUZ
Sensación luminosa - Fuentes de luz 5
Propagación rectilínea de la luz 6
Cámara oscura 8
Óptica geométrica y óptica física 8
Leyes fundamentales de la óptica geométrica 9
Reversibilidad de los caminos de la luz 10
Velocidad de propagación de la luz 10
Método de Roemer 11
a) Detalles del cálculo de v 12
Aberración de la luz 13
Método de Fizeau 15
Método de Foucault 16
CAPÍTULO II. FOTOMETRIA
Focos de igual intensidad 21
Suma de intensidades luminosas – Medida 22
Ley experimental de la fotometría 23
Fotómetros - Fotómetros de Foucault, Rumford y Bunsen 24
Otros fotómetros 26
Unidades de intensidad 26
Iluminación o intensidad de iluminación 29
Flujo luminoso 30
Iluminación en función del ángulo 31
Intensidad media esférica 33
Brillo - Ley de Lambert 34
Absorción de la luz 36
Unidades fotométricas de los sistemas CGS y MKSA (Giorgi) 38
CAPITULO III. REFLEXIÓN DE LA LUZ ESPEJOS
Reflexión de la luz – Leyes 39
Espejos planos Imagen de un punto 40
Imagen de un cuerpo 42
Campo de un espejo 43
Foco virtual - Imagen real 43
Aplicaciones de los espejos planos 44
Espejos en ángulo y espejos paralelos 45
Espejos esféricos 47
Limitaciones en el estudio de los espejos esféricos 48
Focos principales y secundarios - Plano focal 49
Posición del foco principal 50
Imagen de un punto 51
Posición de la imagen Fórmula de los focos conjugados 52
Imagen de un objeto extenso - Agrandamientos 54
Tamaño de la imagen - Agrandamiento lateral 55
Espejos convexos 56
Posición de la imagen en función de la posición del objeto 57
a) Discusión de la fórmula 58
Abaco para la posición de la imagen 59
Aplicaciones 61
Fórmula de Newton 62
Media de la distancia focal de un espejo 63
Campo de un espejo esférico 65
CAPÍTULO IV. REFRACCIÓN PRISMAS
Leyes de la refracción de la luz - Indice de refracción 67
Indices relativos y absolutos 68
Verificación experimental 69
Otra verificación 70
Relación entre los índices de refracción relativos y absolutos 72
Relación de indices, ángulos y velocidades de propagación 73
Longitud de camino óptico 75
Principio de Fermat 76
Construcción gráfica del rayo refractado 78
Reflexión total - Ángulo límite 79
Imagen por refracción en superficie plana 81
Refracción en una lámina de caras paralelas 82
Cálculo de d 83
Refracción atmosférica 84
Espejismo 85
Prismas - Sección principal 86
Marcha de rayos – Desviación 87
Valor de la desviación 87
Fórmulas del prisma 89
Aplicación 89
Comprobaciones experimentales 90
Desviación mínima 91
Comprobación experimental 93
Medida de índices de refracción 94
Prisma de reflexión total - Aplicaciones 95
Condiciones de emergencia 96
Caso de incidencia normal 98
Imágenes en el prisma 98
Imágenes en láminas de caras paralelas 99
CAPÍTULO V. REFRACCIÓN EN SUPERFICIES ESFÉRICAS DIOPTRAS LENTES - SISTEMAS CENTRADOS
Definición de dioptras - Elementos característicos 101
Construcción del rayo refractado 103
Fórmulas de los focos conjugados 105
Obtención de imágenes en las dioptras 107
Lentes – Elementos 108
a) Tipos de lentes 109
Lentes delgadas Imágenes 110
Fórmula de los focos conjugados 111
Tamaño de la imagen - Aumento lateral 113
Casos de formación de imágenes 114
a) Discusión de las fórmulas 115
Fórmula de la distancia focal 116
Deducción de la fórmula 117
Fórmulas de Newton 118
Abaco 119
Aplicaciones 119
Lentes delgadas adosadas 120
Sistemas ópticos centrados 122
Ejemplo de sistema óptico centrado 126
CAPÍTULO VI. DISPERSIÓN DE LA LUZ POR EL PRISMA RECOMPOSICIÓN COLORES COMPLEMENTARIOS - ESPECTROS
Dispersión de la luz por el prisma 129
Aparatos para la observación de espectros - Espectroscopios – Espectrógrafos 131
Espectros de emisión y de absorción - Tipos de espectros 133
Extensión del espectro - Luz infrarroja y ultravioleta 134
Espectros de absorción - Líneas de Fraunhoffer en el espectro solar 136
Análisis espectral 137
El arco iris 138
Recomposición de la luz blanca - Colores complementarios 140
CAPITULO VII. EL OJO HUMANO INSTRUMENTOS DE ÓPTICA
Descripción somera del ojo 143
Función de los conos y los bastoncillos 145
Formación de imágenes – Acomodación 146
Ojo reducido 147
Ojo miope y ojo hipermétrope 147
Presbicia y astigmatismo 149
Anomalías en la percepción cromática – Daltonismo 149
Poder separador del ojo - Acuidad visiva 150
Acomodación retiniana 151
Sensaciones normales - Visión binocular - Sensación de relieve 152
Persistencia de las imágenes en la retina 153
Ilusiones ópticas 154
Instrumentos ópticos 156
Microscopio simple o lupa 157
Cálculo de la potencia 158
Valor del aumento eficaz 159
Tipos de lupas 160
Microscopio compuesto 160
Aumentos 160
Objetivos y oculares 161
Aumento y poder separador 163
Enfoque del microscopio 164
Determinación de las constantes de un microscopio 165
Anteojo astronómico de Kepler 166
Cálculo del aumento 167
Retículos - Enfoque del anteojo 168
Objetivos y oculares 169
Medida del aumento 169
Otro método para medir el aumento 170
Anteojos terrestres 170
Telescopios 172
Máquina fotográfica 173
Linterna de proyección 174
DEFECTOS Y ABERRACIONES EN LOS SISTEMAS OPTICOS
Aplanetismo y astigmatismo 175
Aberración cromática en lentes delgadas 176
Aberración esférica 178
Astigmatismo – Coma 179
Distorsión 180
CAPITULO VIII. NATURALEZA DE LA LUZ - TEORIA ONDULATORIA – INTERFERENCIAS - POLARIZACIÓN
Generalidades 181
Teoría de Newton – Inconvenientes de la misma 181
Teoría ondulatoria 182
Aplicación del principio de Huygens a la reflexión y refracción de la luz 186
Color de la luz - Longitud de onda 187
Interferencias de la luz - Franjas localizadas - Anillos de Newton 188
Franjas no localizadas 189
Franjas localizadas en el infinito 191
Interferómetro de Michelson 192
Medida de la longitud del metro en longitudes de onda 193
Condición para obtener interferencias - Luz coherente 193
Difracción de la luz 194
Polarización de la luz 195
Hipótesis sobre la naturaleza de la polarización 196
Polarización total - Ley de Brewster 198
Polarización por refracción 198
Refracción en cristales – Birrefringencia 199
Explicación de la birrefringencia 201
Prisma de nicol 202
Turmalina 203
Interferencias con luz polarizada Polarización elíptica 204
Experiencias con luz polarizada - Aparato de Nörremberg 205
Polarización rotatoria – Sacarimetría 206
a) Redes de difracción – Espectros 208
CAPÍTULO IX. RADIACIÓN
Radiación - Luminescencia - Cuerpo negro 209
Poder emisivo y poder absorbente 211
Relación entre poder emisivo y poder absorbente 212
Radiación total - Distribución de la energía - Ley de Stefan 212
Ley de Wien 213
Fórmula de Planck 214
Temperatura del sol 214
Medida de la radiación - Bolómetro 215
Energía irradiada e intensidad luminosa 216
Sensibilidad del ojo humano 217
CAPÍTULO X. MAGNETISMO - IMANES - LEY DE COULOMB - CAMPO TERRESTRE -PARA, DIA Y FERROMAGNETISMO
Imanes - Imanes naturales y artificiales 219
Polos de un imán - Acciones reciprocas 220
Magnetismo inducido 221
Las acciones magnéticas se ejercen a través de todos los medios 222
Imanes quebrados - Hipótesis de los imanes moleculares 222
Masa magnética 223
Posición de los polos Ley de Coulomb 225
Unidad de c.g.s. de masa magnética 226
Campo magnético Líneas de fuerza 226
Unidad de intensidad de campo – Oersted 228
Espectros magnéticos 229
Representación cuantitativa del campo magnético 231
Número de líneas que parte de una masa 232
MAGNETISMO TERRESTRE
Campo magnético terrestre 232
Componentes del vector campo magnético terrestre – Inclinación 233
Declinación magnética 233
Cartas magnéticas 234
Medida de la declinación 234
Medida de la inclinación 238
Brújula marina 239
Oscilaciones de un imán en el campo terrestre - Momento magnético 240
Período de oscilación 241
Medida del momento y de la masa magnética de un imán 241
COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EN EL CAMPO MAGNÉTICO
Permeabilidad magnética Generalización de la ley de Coulomb 242
Vector inducción 243
Líneas de fuerza y líneas de inducción 244
Discontinuidades del medio - Campo desmagnetizante 244
Imanes permanentes 245
Yugo magnético o armadura 246
Para y diamagnetismo 246
Ferromagnetismo 248
Histéresis magnética 250
Ciclo de Histérisis 250
Influencia de la temperatura en las propiedades magnéticas - Punto de Curie 251
CAPÍTULO XI. ELECTROSTATICA - ATRACCIONES Y REPULSIONES ELÉCTRICAS – INDUCCIÓN ELECTROSTATICA - MAQUINAS ELÉCTRICAS
Electricidad por frotamiento 253
Péndulo eléctrico Atracciones y repulsiones 253
Electricidad positiva y negativa 254
Electroscopio de hojas metálicas Electrómetro 254
Conductores y aisladores 255
Producción simultánea de las dos electricidades Neutralización de cargas 256
Masa eléctrica o cantidad de electricidad 257
Ley de Coulomb Unidad c.g.s. electrostática y unidad práctica de carga 257
Verificación de la ley de Coulomb 259
La electricidad se distribuye en la superficie exterior de los conductores 260
Inducción electrostática o influencia eléctrica 261
Carga del electroscopio por contacto y por inducción - Distinción del signo de las cargas 263
Teorema de Faraday 264
Cámara protectora de Faraday - Pantallas eléctricas 265
Caja o cilindro de Faraday 266
Caja metálica en los electrómetros 266
Distribución de la electricidad en la superficie de los conductores 267
Presión electrostática - Poder de las puntas 268
Máquinas eléctricas de frotamiento y de inducción 268
Máquina de Ramsdem 269
Electrósforo de Volta 270
Máquina de Wimshurst 270
Triboelectricidad 272
Piro y Piezoelectricidad 273
CAPÍTULO XII. CAMPO ELÉCTRICO - CAMPO - LINEAS DE FUERZA - POTENCIAL
Campo eléctrico – Definiciones 275
Cálculo del campo eléctrico 276
Unidad de intensidad de campo 276
Líneas de fuerza 277
Representación cuantitativa del campo - Número de líneas de fuerza 277
Intensidad del campo en las proximidades de la superficie de un conductor 278
Espectros eléctricos 278
Trabajo eléctrico 278
Cálculo del trabajo eléctrico en el campo de una carga puntual 280
Diferencia de potencial 282
Unidades de diferencia potencial 282
Potencial en un punto del campo eléctrico 283
Cálculo del potencial en el caso de una carga puntiforme 283
Potencial de un conductor 285
Superficies equipotenciales 286
Potencial de la tierra como potencial cero 286
Analogías del potencial electrostático 287
CAPÍTULO XIII. CAPACIDAD CONDENSADORES - ENERGIA – DIELECTRICOS
Capacidad Eléctrica - Definición Unidades 289
Capacidad de una esfera 290
Principio de los condensadores 291
Condensadores 292
La constante dieléctrica 294
Cálculo de la capacidad de un condensador plano 295
Energía de un conductor cargado 296
Asociación de condensadores – Baterías 296
Energía de un condensador cargado 300
Campo en el interior de un dieléctrico Generalización de la ley de Coulomb 301
Inducción eléctrica 302
Acción del dieléctrico – Polarización 303
Electrómetros 304
Energía de las cargas y energía del campo eléctrico 307
CAPÍTULO XIV. CORRIENTE ELECTRICA - LEY DE OHM - RESISTENCIAS
Origen de la corriente eléctrica - Intensidad 309
Fuentes de corriente eléctrica Las pilas Fuerza electromotriz 310
Unidades de intensidad de corriente 312
Efectos de la corriente eléctrica - Instrumentos de medida 312
Caída de potencial a lo largo de un conductor 314
Ley de Ohm - Definición de la resistencia eléctrica 315
Unidades de resistencia 316
Resistencia en función de las dimensiones del conductor – Resistencia específica 317
Variación de la resistencia con la temperatura 318
Conductancia y conductividad 320
Resistencias en serie 321
Ramificaciones de corrientes Lemas de Kirchhoff 322
Problemas de dos corrientes derivadas - Resistencias en paralelo 323
Voltímetros 324
Variación de escala en los instrumentos de medida 325
Resistencias - Reóstatos - Cajas de resistencias 327
Comparación de resistencias - Puente de Wheatstone 328
Puente de hilo 330
CAPÍTULO XV. PILAS - ASOCIACIÓN - PILAS TERMOELÉCTRICAS
Fuerza electromotriz y resistencia interna 333
Medida de fuerzas electromotrices por el método de oposición 334
Intensidad de corriente en un circuito alimentado por una pila 336
Asociación de pilas 337
Pila de Volta - Potencial de contacto 339
Principales tipos de pilas 341
Pila patrón de Weston - Volt internacional 343
Pilas termoeléctricas 344
CAPÍTULO XVI. ENERGÍA DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA - LEY DE JOULE - APLICACIONES
Energía de la corriente 347
Potencia - El watt y el watt-hora 348
Calor desarrollado por la corriente eléctrica - Ley de Joule 349
Comprobaciones con el calorímetro 350
Aplicaciones del efecto Joule 350
Corto circuito – Fusibles 351
Iluminación eléctrica 352
Rendimiento y consumo de lámparas eléctricas 353
CAPÍTULO XVII. ELECTROQUÍMICA - ELECTROLISIS - LEYES DE FARADAY - ACUMULADORES
Definiciones 355
Leyes de Faraday - Equivalente electroquímico 356
a) Constante de Faraday 357
Definición electroquímica de la unidad de intensidad de corriente 359
Teoría de la electrólisis - Hipótesis de Arrhenius - Iones 359
Grado de disociación 360
Propiedades de los iones - Reacciones secundarias 361
Voltámetros 361
Movilidad y número de transporte 363
Carga eléctrica de los iones 363
Acumuladores 364
Acumulador de plomo 365
Capacidad de un acumulador 366
Carga y descarga del acumulador – Rendimientos 367
Acumuladores de hierro-niquel de Edison 368
Aplicaciones de la electrólisis – Galvanoplastia 369
CAPÍTULO XVIII. CAMPO MAGNÉTICO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA - ACCIONES ENTRE IMANES Y CORRIENTES - APLICACIONES
Campo magnético de una corriente rectilínea 371
Campo de una corriente circular 373
Campo de un solenoide 374
Analogías y diferencias entre imanes y espiras o solenoides 375
Campo magnético producido por un elemento de corriente rectilínea - Ley de Biot y Savart-Laplace 376
Cálculo del campo magnético en el centro de una espira circular 377
Campo de una corriente rectilínea indefinida 377
Unidad de intensidad de corriente en el sistema electromagnético c.g.s. de unidades 378
Brújula de tangentes 379
Trabajo electromagnético 380
Circuito magnético cerrado - Ley de Hopkinson 381
Campo en el interior de una bobina de gran longitud 382
Electroimanes 383
Aplicaciones del electroimán - Campanilla eléctrica y telégrafo 384
Acción de un campo magnético sobre una corriente 385
Acciones entre corrientes 386
Motor eléctrico 387
Galvanómetros - Instrumentos de medida 389
CAPÍTULO ΧΙΧ. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Corriente inducida por acción de un imán 393
Fuerza electromotriz inducida 394
Inducción producida por corrientes eléctricas 394
Flujo de inducción 396
La ley de Faraday 397
Sentido de las corrientes inducidas - Regla de Lenz 399
Fuerza electromotriz inducida en un conductor rectilíneo 400
Verificación experimental de la ley de Faraday 402
La ley de Faraday y el vector inducción 403
Coeficiente de inducción mutua 404
Autoinducción o Self-inducción – Coeficiente 405
Extra corriente de ruptura 406
Bobinas sin autoinducción 407
Corrientes de Foucault 407
Bobina de Ruhmkorff 408
Interruptores 409
Polaridad de la bobina de Ruhmkorff 413
Teléfono magnético 414
Micrófono - Teléfono eléctrico 414
Anillo de Gramme 415
Magnetos y dinamos 416
Deformación del campo producido por la rotación del anillo 417
Corriente alternada – Generadores 418
Intensidad de la corriente alternada - Valores instantáneo y eficaz 418
Efecto de una self y una capacidad – Impedancia 420
Transformadores 421
CAPÍTULO XX. OSCILACIONES ELÉCTRICAS - RESONANCIA ELECTRICA - EXPERIENCIA DE LODGE
Oscilaciones eléctricas - Circuitos oscilantes 425
Análisis de la descarga oscilante 426
Período de la descarga oscilante 427
Resonancia eléctrica - Experiencia de Lodge 428
Corrientes de alta frecuencia 429
Oscilador de Hertz 430
Onda electromagnética 431
Resonador de Hertz Medida de λ 432
Radiotelegrafía - Radioconductores – Detectores 433
Válvulas termoiónicas 435
Radiotelefonía - Ondas cortas 436
Radar 437
CAPITULO XXI. DESCARGA A TRAVÉS DE GASES - TUBOS DE PLOCKER - RAYOS CATÓDICOS - CANALES Y RAYOS X
Descarga a través de gases - Ionización 439
Descarga espontánea – Chispa 441
Rayo y pararrayos 442
Descarga a través de gases enrarecidos 442
Tubos de Plücker 444
Rayos catódicos 444
Tubo de Braun - Oscilógrafo catódico 447
Otros medios para obtener electrones - Cátodos calientes y fotoelectrones 447
Célula fotoeléctrica - Aplicaciones 448
Explicación del efecto fotoeléctrico - Relación de Einstein - Constante de Planck 449
Rayos Canales 450
Rayos X 451
Espectroscopia de rayos X 452
Origen de los rayos X 452
Aplicaciones de los rayos X 454
Observación de iones gaseosos - Cámara de Wilson 455
Teoría electrónica de la conducción eléctrica 456
Optica electrónica 457
CAPÍTULO XXII. RADIOACTIVIDAD PARTICULAS ALFA, BETA Y GAMMA
Radioactividad - Partículas α y β 459
Rayos y 461
Transformaciones radioactivas - Ley de Rutherford y Soddy 461
Período y vida media 462
Familias radioactivas 464
Medición de la actividad 464
Otras partículas emitidas en la desintegración radioactiva - Positrones y neutrones 465
Estructura de la materia - Estado actual de su conocimiento 466
Transmutación de elementos 469
Radioactividad artificial 471
Generadores de partículas de gran velocidad 472
Fisión del Uranio-Transuranios 474
Reactores nucleares 475
Resumen de unidades eléctricas 479
Equivalencias Masa-Energía 482
Problemas a resolver 483