miércoles, 16 de junio de 2010

El sonido

cuando vibra un objeto, se produce un sonido. Al producirse, se propaga con las siguientes características:
  • El sonido necesita un medio material para propagarse. No se propaga en el vacío. Podemos colocar una radio encendida en el interior de una campaña de vidrio y extraer el aire del interior de esta, por medio de una bomba de vacío. Comprobaremos que la radio no se escucha. Si, por el contrario, no extraemos el aire de la campaña, la radio se oirá perfectamente.
  • El sonido se propaga en todas direcciones. Podemos oír en sonido generado por un objeto, colocándonos en cualquier posición respecto al mismo, incluso aunque exista un obstáculo entre medida.
  • El sonido transporta energía, pero no metería, al propagarse. Al hacer sonar un objeto, sus partículas se ponen a vibrar en su movimiento golpean a las partículas del medio que se encuentran próximas a ellas, estas golpean a las siguientes, y así se transmite la vibración hasta nuestros oídos.
La velocidad de propagación del sonido

La velocidad de propagación del sonido depende del medio en el que se transmita, ya que esta velocidad depende de la facilidad con que las partículas que forman cada medio transmita la vibración de unas a otras.

martes, 15 de junio de 2010

La percepción de la luz. El ojo

El ojo es el órgano en el que reside el sentido de la vista. Tiene la capacidad de captar la energía luminosa.

El color de los cuerpos

El color de los objetos se debe a la forma en que estos reflejan y absorben la luz blanca.

Dos tipos de colores

  • Colores luz. Son los colores producidos por luces, como el Sol, lamparas bombillas, etc. Se distinguen tres colores luz primarios y secundarios
  • Colores pigmeos. Son colores basados en la luz que reflejada por los pigmeos aplicados a la superficie de los objetos. Los colores pigmentos son primarios y secundarios.

La descomposición

Isaac Newton comprobó que al hacer pasar luz blanca por un prisma de cristal, esta se descomponía en diferentes colores.
Tras esto, hizo pasar por una lente convergente el conjunto de los diferentes rayos de colores que se habían producido, comprobando que todos ellos se reunían y formaban de nuevo luz blanca.

La refracción de la luz

La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al pasar de un medio a otro en el que su velocidad es distinta.

Lentes

Cada tipo de lente provoca una refracción distinta. Hay lentes que concentran los rayos de luz y a otras que los dispersan. Según esto, podemos clasificarlas en dos tipos:
  • Lentes convergentes. Tienen mayor grosor en el centro que en los extremos. Hacen que los rayos de luz se concentren en un punto, que se le denomina foco.
  • Lentes divergentes. Son más gruesas en los extremos que en el centro. Hacen que los rayos de luz se separen.

La reflexión de la luz

la reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rato luminoso al chocar contra la superficie de un cuerpo.
De le denomina rayo incidente al que llega a la superficie, y rayo reflejado al que sale rebotado después de reflejarse.

Espejos

Un espejo es un cuerpo opaco, con una superficie lisa y pulimentada, capaz de reflejar total y regularmente de luz que recibe.

Existen dos tipos de espejos:

  • Espejo plano. Son superficies planas. Producen imágenes que tienen la misma forma y tamaño que el objeto real que refleja, y que son simétricas con respecto a él.
  • Espejo curvo. Son superficies curvas. Producen imágenes distorsionadas, de forma y tamaño diferentes a las del objeto real que reflejan. Hay dos tipos de espejos curvos:
  1. Espejo cóncavos, como la parte interna de una cuchara o de una esfera pulimentada.
  2. Espejo convexos, como la parte externa de una cuchara

La luz se propaga en línea recta

Podemos ver la luz de un foco luminoso a través de pequeños agujeros practicados en pantallas opacas, siempre que estos agujeros estén en linea recta con el ojo. Si ponemos un obstáculo en la trayectoria de la luz, por ejemplo desplazando una de las pantallas, dejaremos de ver luz.
Casa una de las direcciones en que la luz se propaga a partir de un foco luminoso se llama rayo luminoso. Al conjunto de ratos luminosos se le denomina haz de luz.

Velocidad de propagación de la luz

La velocidad de la luz depende del medio en el que se propague. En el vacío y en el aire, la velocidad de la luz es similar y alcanza unos 300.000 km/s. Debido a esta gran velocidad de propagación, al encender un foco luminoso nos parece percibir instantáneamente la luz que emite.

Los objetos como fuentes secundarias de luz

Los cuerpos que emiten luz se denominan fuentes luminosas y pueden ser de dos tipos:
  • Naturales, como el Sol y las demás estrella.
  • Artificiales, como las bombillas, las velas encendidas o las linternas
Todos los cuerpos absorben parte de la luz que recibe y refleja otra parte.

Comportamiento de los cuerpos frente a la luz

Según su capacidad de absorción, los cuerpos pueden ser transparentes, traslucidos u opaco.

¿Qué es una onda?

Una onda es una forma de propagación de energía de un punto a otro del espacio, que no ca acompañada de un desplazamiento de materia.

Las ondas se definen por dos características principales:

  • Frecuencia. Numero de oscilaciones de la partícula por segundo. Su unidad en el SI es el hercio (Hz). 1 Hz es la frecuencia de una onda que realiza una oscilación completa cada segundo.
  • Longitud de onda. Distancia que existe entre dos crestas. Las ondas con poca longitud de onda son muy energéticas, las de longitud de onda mayor son de menor energía. su unidad en el SI es el metro (m).
La luz y el sonido como ondas

No todas las ondas se propagan de la misma manera ni a la misma velocidad. Algunas pueden ser detectadas por nuestro sentidos, como las ondas sonoras y las luminosas, y otras, no.

lunes, 14 de junio de 2010

La piel como órgano de percepción del calor


Los receptores encargados de detectar cambios súbitos de temperatura, tanto de bajada como de aumento de esta, se denominan termorreceptores.

Existen dos tipos de termorreceptores:

  • Los corpúsculos de Ruffini. Detectan sensaciones de calor. Se hallan en la zona profunda de la piel y son estimulantes por temperaturas superiores a la de la piel. abundan en la cara
  • Los corpúsculos de Krause. Detectan sensaciones de frío. Son más superficiales y abundantes que los de Ruffini, hay unos 260 000 extendidos por todo el cuerpo, por ello las personas somos más sensibles al frío que al calor. Abundan en la espalda, una de las zonas más sensibles al frío.

Conductores y aislantes térmicos

La distinta capacidad de los sustancias para conducir el calor permite distinguir dos tipos de materiales: conductores y aislantes térmicos.

Conductores térmicos

Son materiales que conducen bien el calor de un punto a otro. En general, todos los metales, como el oro, la plata, el hierro, etc., son buenos conductores de calor.
Los materiales conductores producen sensaciones de frío o calor al tocarlos, debido a que en estos materiales el intercambio de energía se produce a gran velocidad.

Aislantes térmicos

Son materiales que no conducen bien el calor. Suelen ser porosos o fibrosos, con aire en su interior , como la madera o el plástico.
El aire es un buen aislante.

La propagación del calor


El calor puede pasar de un cuerpo a otro, o transmitirse de un punto a otro dentro de un mismo cuerpo, de tres formas distintas: por conducción, con convección o por radiación.

Conducción

La conducción es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor a través de los sólidos.

Convección

La convección es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor en fluidos, como los líquidos y los gases.

Radiación

La radiación es el mecanismo de transmisión de calor que ocurre sin que participe un medido material.

El termómetro


Para medir la temperatura se utiliza el termómetro. Su funcionamiento se basa en el efecto que produce la variación de temperatura en alguna característica de un cuerpo.

Termómetro de mercurio

El mercurio es un metal líquido a temperatura ambiente, que conduce bien el calor. Hierve a 375ºC y funde a -39ºC.
Un termómetro de mercurio consta de un depósito que contiene el metal líquido, y de un tubo de vidrio de paredes delgadas por el que desplaza el metal al variar la temperatura.

La medida de la temperatura

La temperatura se puede medir utilizando diferentes escalas termométricas. La graduación de estas escalas se realiza a partir de unos puntos de referencia que son constantes.

Existen tres escalas termométricas, que utilizan diferentes puntos de referencia: Celsius, Fahrenherit, Kelvin.

Escala Celsius (ºC)

Es la escala más utilizada en mayor parte de los países. Mide la temperatura grados Celsius (ºC). Los puntos de referencia corresponden a la temperatura de fusión del agua, a la que se le da el valor de 0ºC, y ala temperatura de ebullición del agua, a la que se le da el valor de 100ºC.
Se trata de una escala centígrada, ya que se establecen 100 divisiones entre los puntos de referencia.

Escala Fahrenheir (ºF)

En esa escala, la temperatura se mide en grados Fahrenheit (ºF). En ella , la temperatura de fusión del agua corresponde a 32ºF, y la de ebullición, a 212ºF.
Escala absoluta o Kelivin (K)

Es la escala más empleada en el ámbito científico. En ella se asigna el valor 273K al punto de fusión del agua, y 373 , a si punto de ebullición.


viernes, 11 de junio de 2010

Los efectos del calor sobre los cuerpos


Cuando se suministra calor un cuerpo, aumenta el movimiento de sus partículas, la energía cinética de cada una y,por tanto, la energía interna y consecuentemente su temperatura.

Dilatación y contracción

Cuando un cuerpo se calienta, las partículas que lo componen se mueven más deprisa, ocupan más espacio, y esto hace que su volumen aumente (dilatación). Si el cuerpo cede calor, sucede lo contrario; sus partículas se mueven menos, se enfría y disminuye su volumen (contracción)

La dilatación puede ser causa de grandes cambios en los cuerpos. Por ejemplo, la dilatación de un puente puede hacer que aumente varios centímetros su longitud. Para evitar que este tipo de variaciones afecten a su funcionalidad, se dejan separaciones en diferentes partes del puente, que se llama juntas de dilatación.

Cambios de estado

Un cambio de estado es una modificación en la forma en que se disponen las partículas que constituyen una sustancia.

Los estados de cambio pueden ser:

  • Progresivos. Si se producen suministrando el calor a un cuerpo, como la fusión, la vaporización y la sublimación.
  • Regresivos. Si se realizan con desprendimiento de calor por el cuerpo, como la condensación, la solidificación y la sublimación.
Al elevar la temperatura de una sustancia sólida, aumenta la agitación de sus partículas. Si seguimos calentando llegará un momento en que sus partículas se muevan tanto que pasará a líquido (fusión). Y si el calentamiento es aun mayor, las partículas se moverán más y la sustancia llegará a pasar a gas (vaporización).
Al enfriar una sustancia gaseosa disminuye la agitación de sus partículas y pasa a estado liquido (condensación). Si seguimos enfriando sus partículas se moverán más lento y pasa a estado solido (solidificación).
Algunos sólidos, como la naftalina, pueden pasar directamente de sólido a gas (sublimación) o de gas a sólido (sublimación regresiva).

Temperaturas de fusión y ebullición

Mientras tiene lugar un cambio de estado, la temperatura de cuerpo no varia, aunque estemos aportando o quitando calor. Esta energía se aplica en deshacer o formar las uniones entre las partículas para pasar al nuevo estado.
La temperatura a la que una sustancia sólida se funde, y pasa al estado líquido, se llama temperatura de fusión.
La temperatura a la que una sustancia hierve, y pasa del estado líquido al gaseoso se denomina temperatura de ebullición.
Ambas temperaturas son características de cada sustancia.

Conceptos de calor y temperatura

Calor y temperatura son dos términos que, muchas veces, tendemos a confundir. Así, hablamos de calor cuando queremos referirnos a temperatura; y decimos que un cuerpo tiene calor, cuando lo correcto es decir que se encuentra a una determinada temperatura.


Entonces, ¿Qué es el calor?

El calor es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro, cuando están en contacto y a diferente temperatura.

El calor es energía térmica que pasa de un cuerpo a otro. Esto significa que los cuerpos ceden o ganan calor, pero que no lo poseen.


Medida de calor

El calor es una <>, por lo que sus unidades de medida son las mismas que las de la energía. En el Sistema Internacional, la unidad de calor es el julio (J).

Sin embargo, frecuentemente se utiliza la caloria (cal ) como unidad de medida del calor. Un julio equivale a 0,24 calorías.
1 J = 0,24 cal


Temperatura y energía interna

Todas las sustancias están formadas por partículas, que mueven constantemente de forma desordenada con mayor o menor intensidad. Este movimiento se le llama agitación térmica.

Debido a esta agitación, cada partícula posee energía cinética. La suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo se llama energía interna.

La temperatura de un cuerpo mide la cantidad de energía interna que posee.


¿A qué llamamos caliente y frío?

Así, cuando decimos que un cuerpo esta frío, es porque su temperatura es menor que la nuestra. Mientras que lo sentimos caliente cuando su temperatura es mayor.