ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 641 · 2012-04-04 · Obtención del valor del campo eléctrico a ... El...
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Capítulo 23 23.1 23.2 Capítulo 24 24.1 24.2 24.3 Capítulo 25 25.1 Acerca de los autores xiii Prefacio xv Al estudiante xxv ELECTRICIDAD YMAGNETISMO 641 23.3 23.4 23.5 Campos eléctricos 642 Propiedades de las cargas eléctricas 642 Objetos de carga mediante inducción 644 Ley de Coulomb 645 El campo eléctrico 651 Campo eléctrico de una distribución de carga continua 654 , Líneas de campo eléctrico 659 Movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico uniforme 661 23.6 23.7 Ley de Gauss 673 Flujo eléctrico 673 Ley de Gauss 676 Aplicación de la ley de Gauss a varias distribuciones de carga 678 Conductores en equilibrio electrostático 682 Potencial eléctrico 692 Diferencia de potencial y potencial eléctrico 692 Diferencias de potencial en un campo eléctrico uniforme 694 Potencial eléctrico yenergía potencial a causa de cargas puntuales 697 Obtención delvalor del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 701 Potencial eléctrico debido a distribuciones de carga continuas 703 Potencial eléctrico a causa de un conductor con carga 707 El experimento de la gota de aceite de Millikan 709 Aplicaciones de laelectrostática 710 Capítulo 27 27.1 27.2 27.3 27.4 27.5 27.6 Capítulo 28 28.1 28.2 28.3 28.4 28.5 28.6 Capítulo 29 29.1 29.2 Capítulo 30 30.1 30.2 Capítulo 31 31.1 31.2 31.3 31.4 31.5 31.6 26.1 26.2 26.3 26.4 Capacitancia y materiales dieléctricos 722 Definición de capacitancia 722 Cálculo de la capacitancia 724 Combinaciones de capacito res 727 Energía almacenada en un capacitor con carga 731 Capacitores con material dieléctrico 735 Dipolo eléctrico en un campo eléctrico 738 Descripción atómica de los materiales dieléctricos 740 26.5 26.6 26.7 Corriente y resistencia 752 Corriente eléctrica 752 Resistencia 756 Modelo de conducción eléctrica 760 Resistencia y temperatura 762 Superconductores 762 Potencia eléctrica 763 Circuitos de corriente directa 775 Fuerza electromotriz 775 Resistores en serie y enparalelo 778 Leyes de Kirchhoff 785 Circuitos Re 788 Medidores eléctricos 794 Cableado doméstico y seguridad eléctrica 796 Campos magnéticos 808 Campos y fuerzas magnéticas 809 Movimiento de una partícula con carga en un campo magnético uniforme 813 Aplicaciones delmovimiento de partículas con carga en un campo magnético 816 Fuerza magnética que actúa sobre un conductor que transporta corriente 819 Momento de torsión sobre una espira de corriente en un campo magnético uniforme 821 El efecto Hall 825 30.3 30.4 30.5 30.6 30.7 Fuentes del campo magnético 837 Ley de Biot-Savart 837 Fuerza magnética entre dos conductores paralelos 842 Ley de Ampere 844 Campo magnético de un solenoide 848 Ley de Gauss en elmagnetismo 850 Magnetismo en la materia 852 Campo magnético de la Tierra 855 Ley de Faraday 867 Leyes de inducción de Faraday 867 Femde movimiento 871 Ley de Lenz 876 Fem inducida y campos eléctricos 878 Generadores y motores 880 Corrientes de Eddy 884
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Capítulo 2323.123.2
Capítulo 2424.124.224.3
Capítulo 2525.1
Acerca de los autores xiii
Prefacio xv
Al estudiante xxv
ELECTRICIDADY MAGNETISMO 641
23.323.423.5
Campos eléctricos 642Propiedades de las cargas eléctricas 642Objetos de carga medianteinducción 644Ley de Coulomb 645El campo eléctrico 651Campo eléctrico de una distribución de cargacontinua 654 ,Líneas de campo eléctrico 659Movimiento de partículas cargadas en uncampo eléctrico uniforme 661
23.623.7
Ley de Gauss 673Flujo eléctrico 673Ley de Gauss 676Aplicación de la ley de Gauss a variasdistribuciones de carga 678Conductores en equilibrio electrostático 682
Potencial eléctrico 692Diferencia de potencial y potencialeléctrico 692Diferencias de potencial en un campo eléctricouniforme 694Potencial eléctrico y energía potencial a causade cargas puntuales 697Obtención del valor del campo eléctrico apartir del potencial eléctrico 701Potencial eléctrico debido a distribucionesde carga continuas 703Potencial eléctrico a causa de un conductorcon carga 707El experimento de la gota de aceite deMillikan 709Aplicaciones de la electrostática 710
Capítulo 2727.127.227.327.427.527.6
Capítulo 2828.128.228.328.428.528.6
Capítulo 2929.129.2
Capítulo 3030.130.2
Capítulo 3131.131.231.331.431.531.6
26.126.226.326.4
Capacitancia y materialesdieléctricos 722Definición de capacitancia 722Cálculo de la capacitancia 724Combinaciones de capacito res 727Energía almacenada en un capacitorcon carga 731Capacitores con material dieléctrico 735Dipolo eléctrico en un campo eléctrico 738Descripción atómica de los materialesdieléctricos 740
26.526.626.7
Corriente y resistencia 752Corriente eléctrica 752Resistencia 756Modelo de conducción eléctrica 760Resistencia y temperatura 762Superconductores 762Potencia eléctrica 763
Circuitos de corriente directa 775Fuerza electromotriz 775Resistores en serie y en paralelo 778Leyes de Kirchhoff 785Circuitos Re 788Medidores eléctricos 794Cableado doméstico y seguridad eléctrica 796
Campos magnéticos 808Campos y fuerzas magnéticas 809Movimiento de una partícula con cargaen un campo magnético uniforme 813Aplicaciones del movimiento de partículascon carga en un campo magnético 816Fuerza magnética que actúa sobre unconductor que transporta corriente 819Momento de torsión sobre una espirade corriente en un campo magnéticouniforme 821El efecto Hall 825
30.330.430.530.630.7
Fuentes del campo magnético 837Ley de Biot-Savart 837Fuerza magnética entre dos conductoresparalelos 842Ley de Ampere 844Campo magnético de un solenoide 848Ley de Gauss en el magnetismo 850Magnetismo en la materia 852Campo magnético de la Tierra 855
Ley de Faraday 867Leyes de inducción de Faraday 867Fem de movimiento 871Ley de Lenz 876Fem inducida y campos eléctricos 878Generadores y motores 880Corrientes de Eddy 884
Capítulo 3232.132.232.332.432.532.6
Capítulo 3333.133.233.333.433.533.633.733.8
Capítulo 3434.1
Inductancia 897Autoinducción e inductancia 897Circuitos RL 900Energía en un campo magnético 903Inductancia mutua 906Oscilaciones en un circuito LC 907Circuito RLC 911
Circuitos de corriente alterna 923Fuentes de CA 923Resistores en un circuito de CA 924Inductores en un circuito de CA 927Capacito res en un circuito de CA 929Circuito RLC en serie 932Potencia en un circuito de CA 935Resonancia en un circuito RLC en serie 937El transformador y la transmisiónde energía 939Rectificadores y filtros 942
Ondas electromagnéticas 952Corriente de desplazamiento y la forma generalde la ley de Ampere 953Ecuaciones de Maxwell y los descubrimientosde Hertz 955Ondas electromagnéticas planas 957Energía transportada por ondaselectromagnéticas 961Cantidad de movimiento y presiónde radiación 963Producción de ondas electromagnéticaspor una antena 965El espectro de las ondaselectromagnéticas 966
34.334.4
35.135.2
Naturaleza de la luz y leyes de ópticageométrica 978Naturaleza de la luz 978Mediciones de la rapidez de la luz 979
Capítulo 3636.136.236.336.436.536.636.736.836.936.10
Capítulo 3737.137.237.337.4
Aproximación de un rayo en ópticageométrica 981La onda bajo reflexión 981La onda bajo refracción 985Principio de Huygens 990Dispersión 992Reflexión interna total 993
35.435.535.635.735.8
Formación de las imágenes 1008Imágenes formadas por espejos planos 1008Imágenes formadas por espejos esféricos 1010Imágenes formadas por refracción 1017Lentes delgadas 1021Aberraciones de las lentes 1030La cámara fotográfica 1031El ojo humano 1033La lupa simple 1035El microscopio compuesto 1037El telescopio 1038
37.537.637.7
Interferencia de ondas de luz 1051Condiciones para la interferencia 1051Experimento de doble ranura de Young 1052Ondas luminosas en interferencia 1054Distribución de intensidad de la configuraciónde interferencia de doble ranura 1056Cambio de fase debido a reflexión 1059Interferencia en películas delgadas 1060El interferómetro de Michelson 1064
Patrones de difraccióny polarización 1077Introducción a los patrones dedifracción 1077Patrones de difracción provenientes de rendijasangostas 1078Resolución de una sola rendijay aberturas circulares 1083Rejilla de difracción 1086Difracción de los rayos X mediantecristales 1091Polarización de las ondas luminosas 1093
38.438.5
Capítulo 3939.139.239.339.4
39.539.6
39.739.839.939.10
Relatividad 1112Principio galileano de la relatividad 1113Experimento de Michelson-Morley 1116Principio de la relatividad de Einstein 1118Consecuencias de ia teoría especial de larelatividad 1119Ecuaciones de transformación de Lorentz 1130Ecuaciones de transformación de velocidadde Lorentz 1131Movimiento lineal relativista 1134Energía relativista 1135Masa y energía 1139Teoría general de la relatividad 1140
Capítulo 40 Introducción a la físicacuántica 1153
Capítulo 4141.141.2
Capítulo 4242.142.242.3
42.542.6
Radiación de cuerpo negro e hipótesis dePlanck 1154Efecto fotoeléctrico 1160Efecto Compton 1165Fotones y ondas electromagnéticas 1167Propiedades ondulatorias de laspartículas 1168Partícula cuántica 1171Revisión del experimento de doblerejilla 1174El principio de incertidumbre 1175
40.240.340.440.5
40.640.7
41.341.441.5
Mecánica cuántica 1186Interpretación de la mecánica cuántica 1186La partícula cuántica bajo condicionesfrontera 1191La ecuación de Schr6dinger 1196Una partícula en un pozo de altura finita 1198Efecto túnel a través de una barrera de energíapotencial 1200Aplicaciones del efecto túnel 1202El oscilador armónico simple 1205
41.641.7
Físicaatómica 1215Espectros atómicos de los gases 1216Los primeros modelos del átomo 1218Modelo de Bohr del átomo dehidrógeno 1219Modelo cuántico del átomo dehidrógeno 1224Las funciones de onda para el hidrógeno 1227Interpretación física de los númeroscuánticos 1230El principio de exclusión y la tablaperiódica 1237Más sobre los espectros atómicos: el visibley el rayo X 1241
42.942.10
Capítulo 4343.143.2
Capítulo 4444.144.244.344.444.544.644.744.8
46.146.246.3
46.446.546.646.7
46.846.946.1046.1146.12
TablaA.1TablaA.2
Transiciones espontáneas y estimuladas 1244Láser 1245
43.343.443.543.6
Moléculas y sólidos 1257Enlaces moleculares 1258Estados de energía y espectros demoléculas 1261Enlaces en sólidos 1268Teoría de electrones libres en metales 1270Teoría de banda en sólidos 1274Conducción eléctrica en metales, aislantes ysemiconductores 1276Dispositivos semiconductores 1279Superconductividad 1283
43.743.8
Estructura nuclear 1293Algunas propiedades de los núcleos 1294Energía de enlace nuclear 1299Modelos nucleares 1300Radiactividad 1304Los procesos de decaimiento 1308Radiactividad natural 1317Reacciones nucleares 1318Resonancia magnética nuclear y formaciónde imágenes por resonancia magnética 1319
Aplicaciones de la físicanuclear 1329Interacciones donde intervienenneutrones 1329Fisión nuclear 1330Reactores nucleares 1332Fusión nuclear 1335Daño por radiación 1342Detectores de radiación 1344Usos de la radiación 1347
45.245.345.445.545.645.7
Físicade las partículasy cosmología 1357Fuerzas fundamentales en la naturaleza 1358Positrones y otras antipartículas' 1358Mesones y el principio de la física de laspartículas 1361Clasificación de las partículas 1363Leyes de conservación 1365Partículas extrañas y extrañeza 1369Determinación de patrones en laspartículas 1370Quarks 1372Quarks multicolor 1375El modelo estándar 1377La conexión cósmica 1378Problemas y perspectivas 1383
Factores de conversión A-1Símbolos, dimensiones y unidadesde cantidades físicas A-3
Apéndice BB.lB.2B.3B.4B.5B.6B.7B.8
Repaso matemático A-4Notación científica A-4Álgebra A-5Geometría A-9Trigonometría A-laSeries de expansión A-12Cálculo diferencial A-13Cálculo integral A-l6Propagación de incerúdumbre A-20
Apéndice OD.lD.2
Apéndice ( Tabla periódica de loselementos A-22
Unidades del SI A-24Unidades del SI A-24Algunas unidades del SI derivadas A-24
Respuestas a problemas con númeroimpar A-25
