Unidad 8 Biofísica sensorial Dr. Juan José Aranda Aboy Profesor e Investigador Titular

Dr. Juan José Aranda Aboy Contenido y Objetivos Luz y Visión Fuentes luminosas. Receptores luminosos. Agudeza visual. Sonido Intensidad y Decibeles. Oído externo, medio e interno. Fenómenos de transducción. Caracterizar y explicar los elementos que integran los sistemas de percepción visual y auditiva de los seres humanos. Dr. Juan José Aranda Aboy

TEORÍA GENERAL DE ONDAS La transmisión de energía entre dos puntos se realiza de dos maneras: Con transporte de materia Ejemplos:  Proyectil disparado desde un arma  Electrones moviéndose a lo largo de un conductor metálico impulsado por la diferencia de potencial Sin transporte de materia  Transmisión de energía sin transporte de materia (movimiento ondulatorio)  Las ondas sonoras, base de los fenómenos acústicos, transmiten energía desde un cuerpo emisor (o reflector) hasta nuestra retina. Dr. Juan José Aranda Aboy

Movimiento oscilatorio armónico Es el que describe sobre un diámetro la proyección de un punto que realiza un movimiento circular uniforme, siguiendo una circunferencia a la cual pertenece dicho diámetro: Dr. Juan José Aranda Aboy

Movimiento sinusoidal con período T = /0 y fase 0 = /2 Dr. Juan José Aranda Aboy

Dr. Juan José Aranda Aboy Tipos de Ondas Mecánicas.- Necesitan un medio elástico para propagarse. Electromagnéticas.- Se propagan en el vacío y llevan asociado un campo eléctrico y un campo magnético que vibran en planos perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de la onda. Dr. Juan José Aranda Aboy

Dr. Juan José Aranda Aboy Diferenciación Las ondas mecánicas pueden ser transversales o longitudinales: Transversales. El fenómeno oscilatorio en transversal a la dirección de la transmisión de energía. Las ondas mecánicas transversales hacen que las partículas del medio transmisor vibren perpendicularmente a la dirección de avance de la onda (olas del mar). Longitudinales. El fenómeno oscilatorio es en la misma dirección que la transferencia de energía. Una onda mecánica longitudinal hace que las partículas del medio vibren en forma paralela a la dirección de la onda (onda acústica). Dr. Juan José Aranda Aboy

Posición espacial y trayectoria temporal descrita por un péndulo El movimiento oscilatorio armónico puede existir sin que haya movimiento circular. En este caso  recibe el nombre de pulsación. Dr. Juan José Aranda Aboy

Dr. Juan José Aranda Aboy Frecuencia Se llama frecuencia de un movimiento oscilatorio armónico al número de oscilaciones dobles completas que efectúa el móvil por unidad de tiempo, y está dada por ν = 1/T; se mide en Hertz: 1Hz = 1 ciclo por segundo. Dr. Juan José Aranda Aboy

Dr. Juan José Aranda Aboy Oscilación Masa colgada de un muelle Corcho flotando en el mar Dr. Juan José Aranda Aboy

Dr. Juan José Aranda Aboy Propagación Un movimiento oscilatorio armónico puede propagarse a lo largo de una cuerda si se hace oscilar uno de sus extremos. En tal caso, avanza por la cuerda un tren de ondas, manteniendo constante la distancia entre dos puntos sucesivos que oscilan en igual fase. Esta distancia se llama longitud de onda, y se representa por la letra λ. Dr. Juan José Aranda Aboy

Propagación de un movimiento oscilatorio armónico transversal El movimiento avanza a lo largo de la cuerda a razón de una longitud de onda por cada período t, de modo que la velocidad de propagación  viene dada por  = λ/t lo que equivale a  = λ ∙ ν . Esta ecuación es válida para cualquier movimiento periódico, aunque no sea armónico. Dr. Juan José Aranda Aboy

Oscilaciones amortiguadas Cualquier oscilador se ve sometido a efectos de frenado debido a la resistencia del aire y la fricción de las piezas metálicas. La figura muestra como el movimiento del muelle queda amortiguado por la fricción del disco con el líquido. Dr. Juan José Aranda Aboy

Dr. Juan José Aranda Aboy Amortiguamiento Débil Fuerte Dr. Juan José Aranda Aboy

Péndulos acoplados oscilando Dr. Juan José Aranda Aboy

Amplitud de la resonancia Dr. Juan José Aranda Aboy

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bronzino, et. al. BME Handbook Ch04, “Vision System” y Ch05 Auditory System” Davidovits,P. “Physics in Biology and Medicine” 2nd Ed. Academic Press, 2001 (ISBN 0-12-204840-7) Caps. 12, pp 151-167; y 15, pp 200-222 Frumento S.A. “Biofísica” 3ra edición. Ed. Mosby / Doyma Libros, 1995, (ISBN 84-8174-073-X) Caps. 20 al 23, pp 373-448 Jou,D.; Llebot,J.E. y Pérez García,C. “Física para Ciencias de la Vida” McGrawHill / Interamericana, 1994 (ISBN 84-481-1817-0) Caps. 5, pp 229-310; y 7, pp 381-486 Parisi,M. “Temas de Biofísica”. McGrawHill /Interamericana, 2001 (ISBN 956-278-144-5) Cap. 6, pp 107-132 Dr. Juan José Aranda Aboy