Las ondas:luz y sonido
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Tema 12 Las ondas: luz y sonido
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Tema 12
Las ondas: luz y sonido
1. Las ondas: un vehículo para
transferir energía
Una onda es una perturbación que se propaga a lo largo del espacio
transportando la energía que la originó, pero que, en caso de
propagarse por un medio material, no desplaza la materia de dicho
medio
Las ondas se caracterizan
por una serie de
magnitudes físicas
Longitud de
onda, λ,
distancia entre
dos crestas o
dos valles, se
mide en
metros
Frecuencia, f,
número de
oscilaciones
por segundo.
En el SI se
mide en hercio,
Hz.
Rapidez de
propagación,
v, es el espacio
recorrido por la
onda en la
unidad de
tiempo (m/s)
Amplitud, es
la máxima
altura que
alcanza la
onda
Periodo, es el tiempo que
tarda en realizar una
oscilación completa. Se
mide en segundos.
Tipos de ondas
Mecánicas: llevan energía mecánica y
necesitan de un medio material para su
propagación, como el sonido
Electromagnéticas: no necesitan de un medio
material para propagarse y llevan energía
electromagnética, como la luz
2. Qué es la luz
La luz es un tipo de onda electromagnética
La luz visible consta de
una serie de luces de
colores que van del rojo al
violeta. La energía de
cada luz es directamente
proporcional a su
frecuencia.
Características de la luz
Se propaga en
línea rectaSe propaga con rapidez
constante. En el vacío es
300000 km/s
Dependiendo de
cómo se
comporten los
materiales frente
a la luz, se
clasifican en
Transparentes: dejan pasar la luz y nos
permite ver objetos a través de ellos
Translúcidos: dejan pasar parte de la
luz por lo que no nos permiten ver con
claridad a través de ellos
Opacos: no permiten el paso de la luz y
no puede verse a través de ellos.
Reflejan toda la luz
3. Propagación rectilínea de la
luz
Una consecuencia de la
propagación rectilínea de la luz
es la formación de espacios
oscuros; sombras, tras un
cuerpo opaco. La forma de la
sombra dependerá de la del
objeto que la causa, lo que
prueba la trayectoria rectilínea
de la luz.
Los eclipses
son el fenómeno
natural más
espectacular
que pone de
manifiesto la
propagación
rectilínea de la
luz
El eclipse de Sol se produce cuando la
Luna se interpone entre la Tierra y el Sol.
El eclipse total tiene
lugar cuando una
parte de la Tierra
entra en la zona de
sombra producida
por la Luna
El eclipse parcial
se produce cuando
la Tierra entra en la
zona de penumbra
producida por el Sol
El eclipse de Luna se produce cuando la Tierra se interpone entre
el Sol y nuestro satélite. Puede ser total o parcial. Es parcial si la
Tierra tapa solo parte de nuestro satélite, y total si lo tapa por
completo. Tiene lugar en su fase de luna llena. No se produce cada
mes debido a que la órbita lunar está inclinada respecto a la órbita
terrestre
4. Fenómenos luminosos
Un rayo luminoso es la línea recta imaginaria que representa la
dirección y el sentido en el que se propaga la luz. Cuando la luz
interacciona con la materia experimenta diversos fenómenos.
La reflexión: la luz, al
incidir (rayo incidente)
sobre una superficie
opaca, es devuelta al
primer medio cambiando
de dirección (rayo
reflejado)
El rayo incidente, el reflejado y la
normal están en el mismo plano
El ángulo de incidencia, i, es igual al
ángulo de reflexión, r.
La reflexión es especular cuando la luz llega en forma de rayos
paralelos a una superficie lisa los rayos reflejados son también
paralelos
La reflexión es difusa cuando los rayos inciden sobre una superficie
rugosa. Esta reflexión no genera imágenes pero nos permite ver los
cuerpos opacos desde diferentes ángulos
La refracción de la luz el fenómeno por el cual la luz, al atravesar
una superficie que separa dos medios diferentes, cambia de
dirección. La luz llevará diferente rapidez en cada uno de los medios.
La dispersión de la luz es el fenómeno por el cual la luz, al
atravesar ciertos medios, se descompone en sus colores
Un cuerpo tiene un determinado color porque absorbe todos los
colores del espectro visible, salvo ese, que lo refleja. Si no refleja
ninguno, el cuerpo es negro, y si los refleja todos es blanco
Formación de imágenes
Espejos: superficie
pulimentada opaca a la luz.
Por la forma de su superficie
pueden ser planos y
esféricos
Lentes: sistemas ópticos
formados por un medio
transparente y limitado por
dos superficies, al menos
una de ellas debe ser curva
Un espejo plano produce siempre imágenes virtuales, del mismo
tamaño que el objeto y simétricas a él y aparecen invertidas de atrás
adelante
Un espejo esférico puede
ser
Un espejo convexo forma siempre una imagen virtual, derecha y
menor que el objeto
Si situamos un objeto entre el foco y el espejo cóncavo, la imagen
es virtual, derecha y mayor
Una lente es un sistema óptico formado por un medio transparente
y limitado por dos superficies, al menos una de ellas debe ser curva
Tipos de lentes
Convergentes: son más gruesas
en el centro que en los extremos
y hacen converger en un punto,
llamado foco, los rayos paralelos
que inciden sobre ellas.
Divergentes: son más delgadas en
el centro que en los extremos, y
hacen divergir los rayos de luz que
llegan paralelos
5. La luz y la visión
Los distintos objetos que nos rodean podemos verlos porque la luz
reflejada en ellos llega a nuestros ojos.
El ojo humano tiene
forma de esfera. Es
semejante a una
cámara fotográfica, de
una perfección y
complejidad
extraordinaria. Está
formado por:
Córnea: capa transparente por la que
entra la luz
Iris: músculo que regula la cantidad
de luz que entra por la pupila
Cristalino: lente que modifica su
curvatura para enfocar la luz sobre la
retina
Retina: parte del ojo donde se forma
la imagen invertida y de menor
tamaño que el objeto
La retina consta de millones de receptores luminosos, los
bastoncillos, que transforman las señales luminosas en impulsos
eléctricos que se transmiten por el nervio óptico hasta el cerebro,
donde se produce la visión.
Defectos de la visión y su corrección
Miopía: incapacidad del ojo para
enfocar sobre la retina. La
imagen se forma delante de la
retina. Se corrige mediante
lentes divergentes.
Hipermetropía: incapacidad del
ojo para enfocar sobre la retina
un objeto cercano. Se forma la
imagen detrás de la retina. Se
corrige con lentes
convergentes
6. El sonido
El sonido es la sensación producida en el oído por la vibración de
los cuerpos y que se transmite en un medio material.
El sonido es una onda material que se propaga en
todas las direcciones del espacio con rapidez
constante
Para el oído humano solo son
audibles aquellas cuya
frecuencia está comprendida
entre 20 Hz y 20000 Hz
Cualidades del sonido
Intensidad: es la energía que
transporta por unidad de superficie y
de tiempo. Hace referencia al
volumen sonoro
Tono: nos permite distinguir dos
sonidos por la frecuencia de
vibración
Timbre: cualidad que nos permite
diferenciar dos sonidos de igual
intensidad y del mismo tono que
proceden de dos focos sonoros
diferentes
La percepción del sonido. El oído.
7. Propagación del sonido
El sonido se propaga con rapidez constante si no cambia de medio
tvet
ev sonidosonido
La rapidez del sonido aumenta a medida que las partículas que
componen el medio están más cohesionadas, por lo que la velocidad
del sonido es mayor en los sólidos, después en los líquidos y los
sólidos
Vsonido(aire) = 340 m/s
Fenómenos que experimenta el sonido
Eco: cuando una onda
sonora encuentra un
obstáculo, se refleja en él,
rebota, por lo que una
parte del sonido llega
hasta nosotros. Nuestro
oído se capaz de
diferenciar dos sonidos si
llegan separados 0,1 s. El
obstáculo debe estar al
menos a 17 m
Reverberación: cuando el
obstáculo está a menos de
17 m, no diferenciamos el
sonido directo del reflejado.
El sonar es un aparato que se usa en barcos y submarinos para
conocer la distancia al fondo marino o a un obstáculo. Este aparato
emite ultrasonidos que se reflejan y vuelven a él.
8. Contaminación lumínica y
acústica
Contaminación es toda alteración del medio en
que vivimos que sea perjudicial para nuestra salud
y el resto de los seres vivos.
Contaminación lumínica:
resplandor de la luz en el cielo
nocturno consecuencia de la
reflexión de la luz artificial en las
partículas de aire
Contaminación acústica:
presencia de sonidos muy
intensos o prolongados en
sitios inadecuados
Efectos del ruido sobre la salud
