ONDAS Y APLICACIONES Transporte de materia Perturbación del espacio

Presentación del tema: "ONDAS Y APLICACIONES Transporte de materia Perturbación del espacio"— Transcripción de la presentación:

1 ONDAS Y APLICACIONES Transporte de materia Perturbación del espacio
Las perturbaciones de la materia o de los campos de energía se pueden describir matemáticamente. En la naturaleza encontramos ejemplos cotidianos del transporte de materia o energía Una piedra que cae en un estanque con agua o el transporte de energía por un haz de luz Transporte de materia Perturbación del espacio

2 ONDAS Y APLICACIONES Y(x,t)=A. sin(k.x +ɷ.t)
Se puede describir a una onda como la propagación de una perturbación de alguna propiedad del espacio, por ejemplo,densidad, presión, campo eléctrico o magnético, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El espacio perturbado puede contener materia (aire, agua, etc) o vacío. La magnitud física cuya perturbación se propaga en el medio se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo. Se dice que dicha perturbación expresada matemáticamente es una onda si verifica la ecuación de ondas. La ecuación simplificada de una onda se puede expresar como: Y(x,t)=A. sin(k.x +ɷ.t) Donde: A: amplitud de la onda. K: N° de onda. ɷ: pulsación Graficamente: Amplitud al tiempo t Longitud de onda

3 ONDAS Y APLICACIONES Las ondas electromagnéticas no precisan un medio material para propagarse. (¿Qué sucede con el sonido en el espacio exterior a nuestro planeta?)

4 ONDAS Y APLICACIONES La luz visible se encuantra dentro del espectro electromagnético visible. (Ubicarla en el grafico anterior) La energía de la radiación transportada por la onda es directamente proporcional a su frecuencia. Cuando hablamos de la energía emitida por el Sol nos referimos a la luz; más específicamente a ondas electromagnéticas. Es en esta forma como el Sol envía la mayor parte de la energía que recibe la Tierra y la que ésta emplea en su calentamiento. ( El espectro de emisión del Sol. El Sol emite la mayor parte de su energía en la región de la luz visible . ¿Qué significa que veamos en el grafico una curva de emisión fuera del espectro visible?

5 ONDAS Y APLICACIONES ¿Cómo se comportan las radiaciones con longitudes de ondas menores? La radiación interacciona con la materia por distintos mecanismos conocidos. Los modelos de interacción nos permiten conocer y comprender los fenómenos involucrados. Un haz de radiación sin masa esta formado por fotones, partículas con masa nula. La interacción de los fotones con la materia dependerá de la energía del fotón, y de las características del material. ¿Por qué se puede hablar de partículas u ondas? Para ciertos fenómenos la luz presenta una dualidad onda – partícula. Onda

6 ONDAS Y APLICACIONES Aplicaciones:
¿Qué sucede si un haz de fotones incide sobre un material? La interacción de los fotones con la materia dependen de un coeficiente llamado “coeficiente de atenuación” vinculado al tipo de átomos que forman el material y la energía de la radiación incidente.

7 ONDAS Y APLICACIONES Un haz de fotones que incide sobre el cuerpo de una persona se verá más atenuado cuando encuentre en su camino materiales muy densos (hueso).En la figura siguiente se realizó una reconstrucción radiológica con la información que aporta la intensidad de la radiación que emerge del paciente. Hueso Tejido blando Los fotones que interactúan con los huesos son atenuados más que los que interactúan con el tejido graso o muscular. El hueso aparece de color blanco en la imagen. El aire ,de color negro

8 ONDAS Y APLICACIONES Corte Axial
Si se emiten haces de radiación alrededor de todo el paciente, es posible detectar los fotones que atraviesan al paciente y reconstruir su interior Corte Axial Intestino Tejido blando Medula Emisores y detectores de radiación

9 ONDAS Y APLICACIONES Si se emiten haces de radiación alrededor de todo el paciente, es posible detectar los fotones que atraviesan al paciente y reconstruir su interior Vértebras Aire Riñones

10 ONDAS Y APLICACIONES Prótesis metálica
Un material de alta densidad, como una prótesis de cadera o fémur,presenta un coeficiente de atenuación muy grande ante la radiación incidente.Como consecuencia, la gran atenuación sufrida por los fotones genera un artefacto de tipo “estrella”, característico de estos materiales. Prótesis metálica

11 ONDAS Y APLICACIONES Anterior Lateral Izquierdo Posterior
En la figura siguiente se observa un corte axial (una feta) de un estudio . ¿Cuáles son los pulmones?¿ Por qué se ven oscuros? Anterior Lateral Izquierdo Posterior

12 ONDAS Y APLICACIONES Un estudio de emisión de radiación y detección alrededor del paciente con posterior reconstrucción de las imágenes. ¿Cuáles son los ojos? ¿Por qué en el espacio entre los ojos se observa una región de color negro? ¿A qué estructura anatómica podría corresponder? ¿Dónde hay hueso? ¿Qué les ha sucedido a los fotones que incidieron sobre el hueso?

13 ONDAS Y APLICACIONES La emisión de radiación electromagnética y su posterior detección cuando atraviesa a un paciente, nos permite realizar una reconstrucción tridimensional de su interior, como consecuencia de aplicar los fenómenos de interacción de la radiación con la materia por la presencia de distintas densidades en el interior de nuestro organismo. En la figura siguiente ¿En qué zonas la radiación electromagnética fue más atenuada? ¿A qué órganos o estructuras corresponden? ¿Habrá umbrales de energía para los cuales no podríamos obtener imágenes? ¿Qué sucederá a nivel celular con los efectos de la radiación?