LUZ Y SONIDO

¿QUÉ ES UNA ONDA? Una onda es una perturbación periódica que se propaga desde unos puntos del espacio hasta otros transportando energía

¿QUÉ ES UNA ONDA? Una onda es una perturbación periódica que se propaga desde unos puntos del espacio hasta otros transportando energía

Cuando una onda se propaga hay transporte de energía pero no hay transporte de materia. ¡¡Sólo viaja la perturbación!!

CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA FRECUENCIA LONGITUD DE ONDA INTENSIDAD Número de pulsos generados en el foco en cada segundo. Se mide en hercios (Hz) Distancia recorrida por la onda entre pulso y pulso. Se mide en metros (m) Energía que transporta cada segundo por unidad de superficie. Está relacionada con la AMPLITUD

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE UNA ONDA La velocidad de propagación varía mucho de unas ondas a otras. Depende del medio por el que se propaguen. El sonido se propaga a 340 m/s en el aire, a 1480 m/s en el agua y a 5100 m/s en el acero La luz es una onda que se propaga a 300.000 km/s en el vacío, igual que en el aire

REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE ONDAS Cuando una onda que se propaga encuentra un obstáculo cambia de dirección de dos posibles maneras REFLEXIÓN Cuando la onda no puede atravesar el obstáculo, rebota regresando por el mismo medio por el que se propagaba REFRACCIÓN Cuando puede atravesar el obstáculo, penetra en otro medio en el que viaja a diferente velocidad, pero se desvía

La dirección de vibración es paralela a la dirección de propagación TIPOS DE ONDAS Si comparamos la dirección en la que se produce la vibración con la dirección en la que se propaga la onda podemos distinguir entre: ONDAS TRANSVERSALES ONDAS LONGITUDINALES La dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación La dirección de vibración es paralela a la dirección de propagación

ONDAS MECÁNICAS O MATERIALES ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS TIPOS DE ONDAS Si tenemos en cuenta la posibilidad de propagarse o no por el vacío podemos distinguir entre: ONDAS MECÁNICAS O MATERIALES ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Sólo pueden propagarse a través de un medio material. Las origina una vibración de las partículas del medio. Pueden ser transversales o longitudinales. Pueden propagarse por el vacío y también a través de un medio material. Se originan por la vibración de partículas con carga eléctrica. Sólo pueden ser transversales. EL SONIDO LAS OLAS DEL MAR LAS ONDAS EN UNA CUERDA ETC. LA LUZ LOS RAYOS X LAS ONDAS DE RADIO ETC.

TIPOS DE ONDAS Vamos a identificar si las siguientes ondas son mecánicas o electromagnéticas, y si son transversales o longitudinales

TIPOS DE ONDAS Vamos a identificar si las siguientes ondas son mecánicas o electromagnéticas, y si son transversales o longitudinales

TIPOS DE ONDAS Vamos a identificar si las siguientes ondas son mecánicas o electromagnéticas, y si son transversales o longitudinales

TIPOS DE ONDAS Vamos a identificar si las siguientes ondas son mecánicas o electromagnéticas, y si son transversales o longitudinales

Es momento ahora de hacer las actividades desde la 1 hasta la 9

EL SONIDO

Aprendamos algo sobre el sonido con el siguiente vídeo de 5 minutos

Así pues, el sonido lo produce una vibración … ¡Experimentemos! Así pues, el sonido lo produce una vibración … … y el sonido provoca vibraciones

… y el sonido provoca vibraciones

… y a través de cualquier medio El sonido se propaga a través del aire … … a través del agua… … y a través de cualquier medio Veamos la siguiente animación WEB

El sonido se propaga por el aire a 340 m/s (unos 1200 km/h) f = 760 Hz l = 0,45 m El sonido se propaga por el aire a 340 m/s (unos 1200 km/h) Y por el acero a 5100 m/s (unos 18000 km/h) Por el agua a 1480 m/s (unos 5300 km/h)

Características del sonido Las propiedades que permiten distinguir un sonido de otro son: Intensidad Tono Timbre Depende de la cantidad de energía que transporta la onda sonora. Guarda relación con la amplitud de la vibración. Depende de la frecuencia del sonido Es lo que permite diferenciar el sonido de diversas voces o instrumentos musicales Es lo que diferencia los sonidos graves (baja frecuencia) y agudos (alta frecuencia) Los cuerpos vibran de manera diferente en función del material del que estén hechos y de su forma Es lo que diferencia los sonidos fuertes y débiles

Para percibir muchos sonidos es necesario amplificarlos. La amplificación consiste en hacer vibrar más cantidad de aire. Veámoslo con el siguiente vídeo de 7 minutos

Ahora os toca a vosotros construir este amplificador

¿Por qué dejan de oírse los sonidos? Conforme nos alejamos del foco la intensidad del sonido disminuye por dos motivos diferentes: Atenuación La energía de la onda se reparte entre un volumen de aire cada vez mayor

¿Por qué dejan de oírse los sonidos? Conforme nos alejamos del foco la intensidad del sonido disminuye por dos motivos diferentes: Amortiguación El sonido se refleja sin amortiguarse creando ecos. Se escucha mal. Se debe a la absorción de energía por el medio por el que se propaga El sonido se amortigua y se extingue rápidamente. Se escucha bien.

Como el sonido es una onda experimentará los fenómenos de reflexión y refracción cuando se encuentra con un obstáculo Reflexión (ECO) Cuando encuentra un obstáculo por el que no puede propagarse, rebota y regresa por el mismo medio Sónar

Como el sonido es una onda experimentará los fenómenos de reflexión y refracción cuando se encuentra con un obstáculo Refracción Cuando encuentra un obstáculo por el que puede propagarse, penetra pero se desvía porque se propaga con diferente velocidad

EL OÍDO El oído transforma las vibraciones del aire en señales nerviosas que interpretamos en nuestro cerebro como sonido 4. La cadena de huesecillos unida al tímpano amplifica la vibración y la conduce hasta la cóclea 1. El oído externo concentra las ondas sonoras en el conducto auditivo 6. El nervio auditivo conduce las señales nerviosas hasta el cerebro, donde las interpretamos como sonidos 2. El conducto auditivo conduce las ondas sonoras hasta el tímpano 5. La cóclea es una estructura donde se encuentran las células nerviosas especializadas que transforman las vibraciones en señales nerviosas 3. El tímpano es una membrana elástica que vibra cuando las ondas sonoras lo alcanzan

Los sonidos con frecuencias menores de 20 Hz se denominan infrasonidos EL OÍDO Los sonidos con frecuencias mayores de 20.000 Hz se denominan ultrasonidos El oído humano sólo puede apreciar sonidos con frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20.000 Hz aproximadamente Los sonidos con frecuencias menores de 20 Hz se denominan infrasonidos

Es momento ahora de hacer las actividades desde la 10 hasta la 18

LA LUZ

¿Cuál es la naturaleza de la luz? Algunos fenómenos en los que interviene la luz sólo se pueden explicar si consideramos que la luz es un chorro de partículas que los físicos llaman fotones Otros fenómenos, sin embargo, sólo se pueden explicar si consideramos que la luz son ondas y no partículas. En este curso sólo nos interesa estudiar esta naturaleza ondulatoria de la luz

Naturaleza ondulatoria de la luz Focos luminosos Todos los focos que emiten luz tienen en común la existencia de materia a elevada temperatura El origen de las ondas luminosas son las partículas cargadas vibrantes que existen en el interior de la materia Las ondas luminosas son ondas electromagnéticas que no necesitan ningún medio material para propagarse

Naturaleza ondulatoria de la luz La velocidad a la que se propaga la luz por el vacío o por el aire es de 300.000 km/s El año-luz es la distancia que recorre la luz en un año La estrella Polar está a 434 años luz de la Tierra

Naturaleza ondulatoria de la luz la luz se propaga en línea recta Mientras no encuentre ningún obstáculo en su camino la luz se propaga en línea recta

Espectro de la luz Los focos luminosos emiten ondas de diferentes frecuencias, dependiendo de la frecuencia con la que vibren las partículas cargadas Nuestros ojos sólo pueden captar las de frecuencias comprendidas entre: La luz invisible de menor frecuencia se llama infrarrojo La luz invisible de mayor frecuencia se llama ultravioleta 400 billones de Hz 700 billones de Hz ROJO VIOLETA

Espectro de la luz INFRARROJO LUZ VISIBLE ULTRAVIOLETA VIDEO Descomposición de la luz blanca en los diferentes colores del arcoíris PRISMA No lo podemos ver con los ojos, pero sí con la cámara del móvil Es necesario protegerse de la radiación UV para evitar el cáncer de piel Composición de la luz blanca a partir de los diferentes colores del arcoíris DISCO DE NEWTON VIDEO

Formación de sombras y penumbras Al interponer un objeto entre un foco y una pantalla observamos una zona oscura llamada sombra, y en los bordes de la sombra vemos una zona borrosa llamada penumbra que se forma más o menos dependiendo del tamaño del foco, del objeto interpuesto y de las distancias Realicemos la experiencia propuesta en la actividad 13 de la página 208

Formación de sombras y penumbras Eclipse de Sol

REFLEXIÓN REFRACCIÓN ATENUACIÓN AMORTIGUACIÓN La luz sufre, al igual que el sonido y que todas las ondas, los fenómenos de … REFLEXIÓN Nosotros nos vamos a centrar en el estudio de la reflexión y de la refracción REFRACCIÓN ATENUACIÓN AMORTIGUACIÓN

Hay que distinguir entre dos tipos de reflexiones: REFLEXIÓN DE LA LUZ La enorme velocidad con la que viaja la luz produce numerosas reflexiones, por lo que vemos luz en cualquier objeto aunque no esté directamente iluminado por un foco Reflexión difusa Reflexión especular Hay que distinguir entre dos tipos de reflexiones:

REFLEXIÓN DE LA LUZ VÍDEO Beakman y la reflexión (9 min)

Reflexión especular: espejos REFLEXIÓN DE LA LUZ Reflexión especular: espejos Espejo plano Espejo cóncavo Espejo convexo Imagen no deformada Imagen deformada Imagen deformada

Reflexión especular: espejos REFLEXIÓN DE LA LUZ Reflexión especular: espejos ¡Experimentemos!

Es momento ahora de hacer las actividades desde la 19 hasta la 29

REFRACCIÓN DE LA LUZ La velocidad de la luz varía al pasar de un medio a otro y, como consecuencia, se desvía de su trayectoria rectilínea. Este proceso es la refracción, y en él se basa la construcción de lentes para gafas, telescopios, cámaras fotográficas, etc. VÍDEO Beakman: refracción y arcoíris (14 min)

REFRACCIÓN DE LA LUZ Efecto Tyndall: refracción y reflexión total Refracción con un palito, agua y aceite La moneda que aparece

refracción y reflexión total REFRACCIÓN DE LA LUZ Efecto Tyndall: refracción y reflexión total Fibra óptica

REFRACCIÓN DE LA LUZ Existen dos tipos de lentes basadas en la refracción Lentes convergentes Concentran los rayos de luz Lentes divergentes Dispersan los rayos de luz

¡¡ Podemos explotar globos con una lupa !! REFRACCIÓN DE LA LUZ Lentes convergentes Lupa Una lente convergente muy simple ¡¡ Podemos explotar globos con una lupa !!

REFRACCIÓN DE LA LUZ Lentes divergentes Gafas de un miope

El comportamiento de los cuerpos frente a la luz Los objetos, según se comporten al ser iluminados, se clasifican en: Opacos Translúcidos Transparentes No dejan pasar la luz y la reflejan en su mayor parte Dejan pasar casi toda la luz, pero la desvían y no podemos ver a través de ellos con nitidez Dejan pasar la luz y podemos ver con nitidez a través de ellos

El comportamiento de los cuerpos frente a la luz Colocamos una hoja de papel sobre una mesa y dejamos caer en el centro unas gotas de aceite para formar una mancha pequeña. Si se expone a la luz se verá una mancha oscura sobre un fondo blanco. Pero si se pone la hoja al trasluz se verá una mancha blanca sobre un fondo oscuro. ¿Por qué ocurre esto?

¿Por qué vemos diferentes colores si la luz solar es blanca? El color que vemos en un objeto depende de 3 factores: Las frecuencias de luz que absorbe la superficie iluminada El espectro de la luz que lo ilumina El procesamiento de la información visual Sólo las frecuencias reflejadas por un objeto llegan a nuestros ojos. Las absorbidas lo calientan Si cambia el color de la luz que recibe cambiará el color que percibimos del objeto El color es la sensación que percibimos cuando nuestro cerebro procesa la luz recibida Los perros ven en blanco, negro y grises Sólo refleja la luz amarilla Refleja todos los colores Absorbe todos los colores y no refleja ninguno

¿Por qué el cielo es azul? VÍDEO Beakman: ¿Por qué el cielo es azul? (14 min) ¿Y por qué es rojizo al amanecer o al atardecer?

VÍDEO: EL OJO, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN Pupila La luz procedente de un objeto entra por la pupila y se enfoca sobre la retina gracias al cristalino, que actúa como una lente convergente. En la retina existen células nerviosas especializadas que procesan la información y envían señales nerviosas al cerebro VÍDEO: EL OJO, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN 11 min

Es momento ahora de hacer las actividades desde la 30 hasta el final

FIN