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LA FÍSICA Ondas sOnidO y óptica “Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber.”

Nombre: Katerin Limaico Curso: 6to Ciencias “A”


ÍndicE 1. la óptica 2. las ondas 2.1 que es una onda 2.2elementos de una onda 2.3tipos de ondas 2.4propagacion de las ondas 2.5 ejemplos de onda en la vida cotidiana 3. el sonido 3.1 que es el sonido 3.2 cualidades del sonido 3.3 como se produce el sonido 3.4El sonido se refleja: el eco y la reverberación 3.5 ejemplos de sonido en la vida cotidiana


Muchos de los fenómenos que observamos en la naturaleza tienen que ver con las ondas y su transmisión. El sonido y la luz, por ejemplo, son fenómenos relacionados con la propagación de movimientos ondulatorios. Así, el que Podamos observar colores o escuchar música se debe a movimientos ondulatorios, cada uno con características particulares. Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. Cuando estas ondas necesitan de un medio material, se llaman ondas mecánicas. Las únicas ondas que pueden propagarse en el vacío son las ondas electromagnéticas. El sonido es un tipo de onda mecánica que se propaga únicamente en presencia de un medio material. Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio. Son muchas cosas las que tenemos a nuestro alrededor acerca de estos fenómenos a diario lo vivimos a diario lo hacemos

Por ejemplo, supongamos que golpeamos una vez la superficie del agua con el dedo. ¿Qué observamos? Es fácil darse cuenta que en este caso, se produce una alteración en la superficie del agua, la que se propaga alejándose del punto en que se produjo la perturbación. Lo que se propaga en este caso no es el agua, sino que la perturbación. Esta perturbación es energía COMO lo podemos ver en esta imagen


La óptica La Óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la radiación electromagnética, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción y la formación de imágenes y la interacción de la radiación con la materia. La óptica es una rama de la física esta, estudia cosas como la reflexión, la refracción, las lentes, la formación de las imágenes, etc. Desde el punto de vista físico, la luz es una onda electromagnética. Según el modelo utilizado para la luz, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de precisión cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente: La óptica geométrica: Trata a la luz como un conjunto de rayos que cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción. La óptica ondulatoria: Considera a la luz como una onda plana, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda. Se utiliza para el estudio de difracción e interferencia. La óptica electromagnética: Considera a la luz como una onda electromagnética, explicando así la reflexión y transmisión, y los fenómenos de polarización y anisotropía. La óptica cuántica u óptica física: Estudio cuántico de la interacción entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpúsculo desempeña un papel crucial.


Ondas ¿Qué son las ondas? En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío.

ELEmEntOs dE una Onda  Cresta: La cresta es el punto de máxima elongación o máxima amplitud de la onda; es

decir, el punto de la onda más separado de su posición de reposo.

 Período (

): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.

 Amplitud (

): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.

 Frecuencia ( ): Número de veces que es repetida dicha vibración

por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.  Valle: Es el punto más bajo de una onda.

 Longitud de onda ( ): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos

ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas.

 Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.  Elongación ( ): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la

onda y la línea de equilibrio.  Ciclo: es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta.

 Velocidad de propagación ( ): es la velocidad a la que se propaga el movimiento

ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su período. Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes:


  

Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo. Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas. Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio. Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección. Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad. Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

tipOs dE Ondas Mono dimensional: Son aquellas que, como las ondas en los muelles o en las cuerdas, se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio.  Bidimensionales: Se propagan en cualquiera de las direcciones de un plano de una superficie. Se denominan también ondas superficiales y a este grupo pertenecen las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.  Periódicas: Corresponden a la propagación de perturbaciones de características periódicas, como vibraciones u oscilaciones que suponen variaciones repetitivas de alguna propiedad. Así, en una cuerda unida por uno de sus extremos a un vibrador se propagará una onda periódica.  No periódicas: La perturbación que las origina se da aisladamente y en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas, como en el caso de las fichas de dominó, se denominan también pulsos.  Longitudinales: El movimiento local del medio alcanzado por la perturbación se efectúa en la dirección de avance de la onda. Un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.  Transversales: La perturbación del medio se lleva a cabo en dirección perpendicular a la de propagación. En las ondas producidas en la superficie del agua las partículas vibran de arriba a abajo y viceversa, mientras que el movimiento ondulatorio progresa en el plano perpendicular. Lo mismo sucede en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la perturbación avanza según la dirección de la línea horizontal. Ambas son ondas transversales. La prOpagación dE Las Ondas 

Como puede deducirse del mecanismo de propagación descrito, las propiedades del medio influirán decisivamente en las características de las ondas. Así, la velocidad de una onda dependerá de la rapidez con la que cada partícula del medio sea capaz de transmitir la


perturbación a su compañera. Los medios más rígidos dan lugar a velocidades mayores que los más flexibles. En un muelle de baja constante elástica k una onda se propagará más despacio que en otra que tenga una k mayor. Lo mismo sucede con los medios más densos respecto de los menos densos.

EjEmpLOs dE Ondas En La vida cOtidiana

OLAS DEL MAR Uno de los ejemplos de las ondas mecánicas en las situaciones cotidianas se encuentra en las olas del mar. La fuerza generador de la onda la provoca el viento. Al pasar la ola, las moléculas del agua regresan al mismo sitio donde se encontraban. Se trata de un vaivén de arriba abajo y lleva una dirección de propagación. Dado que en cada oscilación una molécula o partícula no retorna exactamente al mismo punto, sino a otro ligeramente más adelantado. LOS ECLIPSES No es una situación cotidiana pero ocurre en algunas ocasiones e intervienen las ondas. Las ondas se propagan en la radiación de la luz ya que en el vacío las ondas se conocen como ondas electromagnéticas. Es decir que la luz se propaga en ondas electromagnéticas. EL RADIO Es un medio de comunicación que envía señales de audio a través de ondas de radio. Envía transmisión de señales a través de las ondas electromagnéticas que se propagan en el aire. Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada (un electrón) se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia del espectro electromagnético. RADIACION SOLAR Es una radiación electromagnética producida por el sol. Las radiaciones que emiten los rayos solares son de diferentes longitudes de onda. EL HORNO DE MICROONDAS


El horno de microondas emite ondas electromagnéticas en una frecuencia de 300 MHz y 300 GHz y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm.

EL sOnidO ¿Qué es el sonido? El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo. El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que se producen cuando las oscilaciones de la presión del aire, son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio El sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico. El sonido no se propaga en el vacío. Propagación del sonido La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.

CUALIDADES DEL SONIDO El oído es capaz de distinguir unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las tres cualidades que caracterizan todo sonido y que son la intensidad, el tono y el timbre. Aun cuando todas ellas se refieren al sonido fisiológico, están relacionadas con diferentes propiedades de las ondas sonoras.

intEnsidad


La intensidad del sonido percibido, o propiedad que hace que éste se capte como fuerte o como débil, está relacionada con la intensidad de la onda sonora correspondiente, también llamada intensidad acústica. La intensidad acústica es una magnitud que da idea de la cantidad de energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda.

tOnO El tono es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia. Los sonidos percibidos como graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas.

timbrE El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo.

Cómo se produce el sonido El sonido solo se produce sonido cuando un cuerpo vibra muy rápidamente. El sonido solo se produce sonido cuando un cuerpo vibra muy rápidamente. El sonido se transmite a través de medios materiales, sólidos, líquidos o gaseosos pero nunca a través del vacío.

El sonido se produce cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz y existe un medio material en el que pueda propagarse. El sonido es una onda. Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. En una onda se propaga energía, no materia. El sonido se propaga en el aire a una velocidad de 340 m/s a temperatura normal (aproximadamente a 20º).


El sonido se refleja: el eco y la reverberación

El eco es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja perpendicularmente en una pared. El oído puede distinguir separadamente sensaciones que estén por encima del tiempo de persistencia, que es 0.1 s para sonidos musicales y 0.07 s para sonidos secos (palabra). Por tanto, si el oído capta un sonido directo y, después de los tiempos de persistencia especificados, capta el sonido reflejado, se apreciará el efecto del eco. Para que se produzca eco, la superficie reflectante debe estar separada del foco sonoro una determinada distancia: 17 m para sonidos musicales y 11.34 m para sonidos secos.

Se produce reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del sonido. Este fenómeno es de suma importancia, ya que se produce en cualquier recinto en el que se propaga una onda sonora. El oyente no sólo percibe la onda directa, sino las sucesivas reflexiones que la misma produce en las distintas superficies del recinto

Ejemplos de sonido en la vida cotidiana El sonido esta presenta en todas partes de nuestra vida y lo vivimos a diario El sonido de una campana se expande como onda. El choque de dos carros en la ciudad se expande dependiendo la intensidad del choque.


“Nunca consideres el estudio como una obligaciĂłn, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber.â€?


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