Problemas sobre luz y sonido EXPLICACIONES RELACIONADAS CON EL TEMA ¿Verdadero o falso? El arco iris ¿Por qué el cielo es azul? ¿Por qué es de otros colores al atardecer? CURIOSIDADES El punto ciego Efecto Stroop Cuál es mayor Puntos negros Círculo móvil El triángulo ¿Paralelas? Mira al punto ¿Qué círculo es más grande ¿Cuadrados rectos? Salchicha flotante Líneas engañosas

Contenidos del tema La luz (propagación, velocidad, reflexión, refracción ,color). Resolver problemas utilizando la velocidad de la luz y la velocidad del sonido.

Señala si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes Señala si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes. Si son falsas, explica por qué: La luz y el sonido, como son fenómenos ondulatorios, se pueden propagar en el vacío. La reflexión de la luz sólo se produce en cuerpos pulimentados como un espejo o la superficie del agua. Si mañana explotara la luna, el estruendo sería aterrador en toda la Tierra. Podemos ver los objetos iluminados porque refractan parte de la luz que reciben. El número de veces que vibra un objeto cada segundo se llama frecuencia. Los sonidos viajan mas lejos cuanto mayor es la frecuencia de vibración, y menor distancia cuanto menor sea la frecuencia de vibración. La reflexión es el cambio de dirección que sufre la luz en una superficie volviendo al mismo medio.

Velocidad de la luz Fecha Investigador País Velocidad (km/s) 1676 Römer Dinamarca 200.000 1729 Bradley Inglaterra 304.000 1849 Fizeau Francia 313.300 1862 Foucault 293.000 1876 Cornu 299.990 1880 Michelson EE.UU. 299.910 1883 Newcomb 299.860 1906 Rosa y Dorsey 299.781 1923 Mercier 299.782 1926 299.796 1940 Huettel Alemania 299.768 1950 Bergstrand Suecia 299.792,7 Essen 299.792,5 1951 Aslakson 299.794,2 1952 Froome 299.792,6 1956 Edge 299.792,9 Hasta la época de Galileo (1564- 1642) se consideraba que la propagación de la luz era instantánea. A partir de Galileo, se sucedieron muchos experimentos para determinar la velocidad de la luz. En el siguiente cuadro puedes ver algunos de los resultados obtenidos para la velocidad de la luz en el aire.

Responde: Tipos de cuerpos según su comportamiento ante la luz Explicas las cualidades del sonido. Di de qué depende cada una de ellas. Pon ejemplos. 3. ¿Qué es una onda? ¿De qué tipos pueden ser?

Propagación rectilínea de la luz Todos hemos observado que las sombras producidas por focos pequeños resultan nítidas y reproducen el contorno de los objetos. Cuando se trata de un foco extenso la sombra va acompañada de una zona de penumbra, que se explica por la propagación rectilínea de la luz: Ningún foco puede ser perfectamente puntual, por lo tanto cualquier sombra irá acompañada de una zona de penumbra. Cuanto más extenso sea el foco luminoso en relación con el objeto, mayor será la zona de penumbra y menor la de sombra.

Reflexión de la Luz Seguramente habrás observado en alguna ocasión escenas como ésta: Vemos que la imagen se refleja en el agua.   Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según sus propias características. Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas.

Reflexión de la Luz No todos los cuerpos se comportan de la misma manera frente a la luz que les llega. Por ejemplo, en algunos cuerpos como los espejos o los metales pulidos podemos ver nuestra imagen pero no podemos "mirarnos" en una hoja de papel. Esto se debe a que existen dos tipos de reflexión: la reflexión especular y la reflexión difusa. A la izquierda tienes un esquema de reflexión especular. Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.   En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie

Reflexión de la luz Ley de la reflexión El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, es decir i = r

Refracción de la Luz Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción.

Refracción de la Luz Por lo general cuando la luz llega a la superficie de separación entre los dos medios se producen simultáneamente la reflexión y la refracción.

Refracción de la Luz Si la luz pasa de un medio más rápido a otro más lento (por ejemplo del aire al vidrio), el ángulo de refracción es menor que el de incidencia. Si pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro con menor índice de refracción (por ejemplo del diamante al agua), el ángulo de refracción es mayor que el de incidencia.

El color La luz está formada por un conjunto de radiaciones diferentes. Esto lo podemos observar al pasar la luz por un prisma o en el arco iris. Los objetos absorben parte de estas radiaciones y reflejan otras. Estas que reflejan pueden llegar hasta nuestros ojo. En la retina hay unas células llamadas conos que reaccionan de diferente forma según la radiación que les llegue. Las célula de la retina convierten en impulsos nerviosos los impulsos luminosos que reciben y los envían al cerebro para que sean interpretados y nos produzcan la sensación del color. Así, vemos las cosas del color que reflejan. Si las vemos negras es porque absorben casi toda la luz. Si las vemos blancas es porque la reflejan casi totalmente. Existen personas que tienen dificultades para diferenciar algunos colores debido a defectos en la retina o a alguna disfunción de los procesos nerviosos del ojo. Este defecto se conoce como daltonismo en referencia al químico inglés John Dalton, que lo padecía y fue el primero en describirlo. Otra enfermedad relacionada con la percepción del color es la acromatopsia, y las personas que la padecen ven en blanco y negro.

El arco iris El arco iris tiene que ver con el cambio de dirección (refracción) que se produce en un haz de radiación solar cuando éste cambia de medio de propagación. En el caso específico de un haz de radiación solar que incide sobre una gotita de agua en suspensión en la atmósfera, se produce un secuencia de efectos que dan como resultado final la formación de un arco iris.

¿Por qué el cielo es azul? Una parte de la radiación solar que entra en la atmósfera es reflejada hacia el espacio exterior desde las nubes y la superficie de la Tierra. Otra porción relativamente minoritaria es absorbida en la atmósfera en tanto que una tercera fracción sufre un proceso de dispersión, que desvía la radiación incidente en todas las direcciones. Este proceso no es igual para todos los colores del espectro, siendo su eficiencia relativamente mayor para el color azul. Es por esto que la radiación solar directa que llega a la superficie de la Tierra tiene una alta dosis en el rango amarillo del espectro mientras que la radiación que proviene de otras direcciones, denominada radiación difusa, tiene una fuerte componente en el azul. Si no existiera la atmósfera, no habría dispersión y el cielo aparecería de color negro, como es el caso en la Luna.

¿Por qué se ve de otros colores al atardecer? Cuando el sol comienza a ponerse, sus rayos atraviesan una distancia mucho mayor dentro de la atmósfera. Así, las partículas de mayor tamaño suspendidas en la atmósfera inferior dispersan la luz con tanta intensidad que sólo las longitudes de onda más largas, rojas y amarillas, llegan directamente a nuestros ojos. Es más, si te fijas bien, te darás cuenta que el sol también se ve de un color distinto, algo así como escarlata. Pero eso no es todo. El colorido de un ocaso o también del amanecer depende de la cantidad y del tamaño de las partículas que hay en el aire. Por esta razón, las tormentas de polvo y las erupciones de ceniza volcánica crean a menudo unos espectaculares crepúsculos muy lejos de donde aquéllas se producen.

El punto ciego ¿POR QUÉ SUCEDE ESTO? Cierra el ojo derecho y con el izquierdo mira el punto. Si te vas acercando y alejando de la imagen, verás como hay momentos en los que desaparece el signo +. Si cierras el izquierdo y con el derecho miras el signo +, desaparecerá el punto. ¿POR QUÉ SUCEDE ESTO?

¿Qué círculo rojo es más grande? Mídelos. ¿Es lo que te había parecido?

El triángulo El punto amarillo que vemos aquí ¿Está más cerca del vértice superior o de la base? Mídelo. ¿Es lo que te había parecido?

Círculo móvil Mirando el dibujo, mueve la cabeza hacia delante y hacia atrás.

¿Cuadrados bien hechos? Las líneas que forman los cuadrados. ¿Son rectas? Compruébalo con una regla o con una hoja.

¿Paralelas? Las líneas son paralelas. Compruébalo con una regla o con una hoja.

¿Cuál es más grande? ¿Qué caja es más larga? De los interiores, ¿Qué círculo es mayor? Mídelos. ¿Es lo que te había parecido? ¿Qué trapecio tiene la base de abajo mayor? ¿Qué raya roja es mayor?

Salchicha flotante ¿PORQUÉ SUCEDE ESTO? Pon tus manos así y acércatelas poco a poco a los ojos... Verás como aparece una salchicha flotando entre tus dedos. ¿PORQUÉ SUCEDE ESTO?

¿Puedes contar los puntos negros ¿Puedes contar los puntos negros? Tapando con una hoja los cuadrados negros, comprueba si realmente existen.

Mira al punto Si miras fijamente el punto central, al poco rato desaparecerá la sombra.

Líneas ¿Cuál de las dos líneas de la derecha se continúa en la línea de la izquierda?

Dí, rápidamente, el color en que está impresa cada palabra Efecto STROOP Dí, rápidamente, el color en que está impresa cada palabra casa verde rojo amarillo pelo rojo amarillo papel azul pantera azul verde

Problemas sobre luz y sonido Si sabemos que un rayo de luz tarda 30 minutos en llegar desde la Tierra hasta Júpiter. ¿Cuál es la distancia entre estos dos planetas? Un barco con sonar emite sonidos hacia el fondo del mar. Si desde que emite el sonido hasta que vuelve al barco pasan 8 segundos. ¿A qué profundidad está el fondo marino en esa zona? Si sabemos que un rayo de luz tarde 4 minutos y 10 segundos en llegar desde la Tierra hasta Marte. ¿Cuál es la distancia entre estos dos planetas? Si desde que vemos un relámpago hasta que oímos su trueno han pasado 10 segundos. ¿A qué distancia ha caído el rayo? Un montañero oye el eco de sus gritos que se reflejan en una pared montañosa situada a 200 metros. ¿Cuánto tiempo pasa desde que emite un sonido hasta que escucha su eco?. Si sabemos que un rayo de luz tarda 2 horas en llegar desde la Tierra hasta Saturno ¿Cuál es la distancia entre estos dos planetas? Un montañero oye el eco de sus gritos que se reflejan en una pared montañosa situada a 680 metros. ¿Cuánto tiempo pasa desde que emite un sonido hasta que escucha su eco?