Lentes

Lentes

Las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva.

Las lentes más comunes están basadas en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos al incidir en puntos diferentes del lente. Entre ellas están las utilizadas para corregir los problemas de visión en gafas, anteojos olentillas. También se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio astronómico fue construido por Galileo Galilei usando una lente convergente (lente positiva) como objetivo y otra divergente (lente negativa) como ocular. Existen también instrumentos capaces de hacer converger o divergir otros tipos de ondas electromagnéticas y a los que se les denomina también lentes. Por ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético.

En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes gravitatorias, cuando la luz procedente de objetos muy lejanos pasa cerca de objetos masivos, y se curva en su trayectoria.

• Cristal mineral(crown): Presentan una mayor dureza y resistencia a las ralladuras, sin embargo son más pesadas y tienen una baja resistencia al impacto. Existen diferentes lentes con distintos índices derefracción, dependiendo de los espesores de borde o de centro, los índices más habituales son 1,53, 1,6, 1,7, 1,8 y 1,9.

• Material orgánico: Se trata de un polímero plástico. Las lentes de este material son más flexibles y resistentes que las de cristal mineral, además de que su peso se reduce hasta en un 50%, sin embargo su resistencia a las ralladuras es menor. Aunque actualmente existen tratamientos superficiales que permiten mayor dureza, es adecuado para niños y actividades deportivas. Al igual que el cristal mineral existen diferentes índices de refracción, los más comunes en el material orgánico son 1,5, 1,56, 1,6, 1,67, 1,7, 1,74 y 1.76.

• Policarbonato: Las lentes de policarbonato son aún más delgadas y livianas que las orgánicas, además de que su índice de refracción es menor, por lo que son menos oscuros; son muy resistentes a los impactos, por lo que son muy utilizadas para actividades deportivas

Espejo

Espejo: Es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja siguiendo las leyes de la reflexión.

El ejemplo más sencillo es el espejo plano. En este último, un haz de rayos de luz paralelos puede cambiar de dirección completamente en conjunto y continuar siendo un haz de rayos paralelos, pudiendo producir así una imagen virtual de un objeto con el mismo tamaño y forma que el real. La imagen resulta derecha pero invertida en el eje normal al espejo.

También existen espejos curvos que pueden ser cóncavos o convexos. En un espejo cóncavo cuya superficie forma un paraboloide de revolución, todos los rayos que inciden paralelos al eje del espejo, se reflejan pasando por el foco, y los que inciden pasando por el foco, se reflejan paralelos al eje.

Los espejos son objetos que reflejan casi toda la luz que choca contra su superficie debido a este fenómeno podemos observar  nuestra imagen en ellos

La reflexión de la luz

Al igual que la reflexión de las ondas sonoras, la reflexión luminosa es un fenómeno en virtud del cual la luz al incidir sobre la superficie de los cuerpos cambia de dirección, invirtiéndose el sentido de su propagación. En cierto modo se podría comparar con el rebote que sufre una bola de billar cuando es lanzada contra una de las bandas de la mesa.
La visión de los objetos se lleva a cabo precisamente gracias al fenómeno de la reflexión. Un objeto cualquiera, a menos que no sea una fuente en sí mismo, permanecerá invisible en tanto no sea iluminado. Los rayos luminosos que provienen de la fuente se reflejan en la superficie del objeto y revelan al observador los detalles de su forma y su tamaño.
De acuerdo con las características de la superficie reflectora, la reflexión luminosa puede ser regular o difusa. La reflexión regular tiene lugar cuando la superficie es perfectamente lisa. Un espejo o una lámina metálica pulimentada reflejan ordenadamente un haz de rayos conservando la forma del haz. La reflexión difusa se da sobre los cuerpos de superficies más o menos rugosas.
En ellas un haz paralelo, al reflejarse, se dispersa orientándose los rayos en direcciones diferentes. Ésta es la razón por la que un espejo es capaz de reflejar la imagen de otro objeto en tanto que una piedra, por ejemplo, sólo refleja su propia imagen.
Sobre la base de las observaciones antiguas se establecieron las leyes que rigen el comportamiento de la luz en la reflexión regular o especular. Se denominan genéricamente leyes de la reflexión.
Si S es una superficie especular (representada por una línea recta rayada del lado en que no existe la reflexión), se denomina rayo incidente al que llega a S, rayo reflejado al que emerge de ella como resultado de la reflexión y punto de incidencia O al punto de corte del rayo incidente con la superficie S. La recta N, perpendicular a S por el punto de incidencia, se denomina normal.

La refracción de la luz

Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.
El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente. Dicho reparto de intensidad se produce en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia respecto de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar la atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus características.

Cuando una onda alcanza la superficie de separación de dos medios de distinta naturaleza se producen, en general, dos nuevas ondas, una que retrocede hacia el medio de partida y otra que atraviesa la superficie límite y se propaga en el segundo medio. El primer fenómeno se denomina reflexión y el segundo recibe el nombre de refracción.
El fenómeno de la refracción supone un cambio en la velocidad de propagación de la onda, cambio asociado al paso de un medio a otro de diferente naturaleza o de diferentes propiedades. Este cambio de velocidad da lugar a un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio. Como consecuencia, la onda refractada sé desvía un cierto ángulo respecto de la incidente.
La refracción se presenta con cierta frecuencia debido a que los medios no son perfectamente homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas en ellos, cambia de un punto a otro. La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme.
En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas. Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia arriba. En esta situación la comunicación entre dos personas suficientemente separadas se vería dificultada. El fenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la Tierra se enfría más rápidamente que el ai

• LUZ

LA LUZ ES UNA RADIACIÓN QUE SE PROPONGA EN FORMA DE ONDAS LAS ONDAS QUE SE PUEDEN PROPAGAR EN EL VACIÓ SE LLAMAN ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS LA LUZ ES UNA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA  

• 2) Algunas propiedades de la luz La luz presenta tres propiedades características:  2.1.- La luz se propaga en línea recta La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor). Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto. Sombras, penumbras y eclipses - Si un foco, grande o pequeño, de luz se encuentra muy lejos de un objeto produce sombras nítidas. - Si un foco grande se encuentra cercano al objeto, se formará sombra donde no lleguen los rayos procedentes de los extremos del foco y penumbra donde no lleguen los rayos procedentes de un extremo pero sí del otro.

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• 2.2.- La luz se refleja

La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, rayo incidente, y el que sale "rebotado" después de reflejarse, rayo reflejado.Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el rayo incidente forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia

•   ¿Por qué vemos los objetos?

Podemos ver los objetos que nos rodean porque la luz que se refleja en ellos llega hasta nuestros ojos.Existen dos tipos de reflexión de la luz: reflexión especular y reflexión difusa.Reflexión especular: La superficie donde se refleja la luz es perfectamente lisa (espejos, agua en calma) y todos los rayos reflejados salen en la misma dirección.

La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior. La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía. Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse en el siguiente diagrama:  La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.

 

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

• Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.
• Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse.
• Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos. 
• Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.

ORIGEN Y FORMACIÓN

Las cargas eléctricas al ser aceleradas originan ondas electromagnéticas

El campo E originado por la carga acelerada depende de la distancia a la carga, la aceleración de la carga y del seno del ángulo que forma la dirección de aceleración de la carga y al dirección al punto en que medimos el campo ( sen q). Un campo eléctrico variable engendra un campo magnético variable y este a su vez uno eléctrico, de esta forma las o. Em. se propagan en el vacio sin soporte material

CARACTERÍSTICAS de LA RADIACIÓN E.M.

• Los campos producidos por las cargas en movimiento pueden abandonar las fuentes y viajar a través del espacio (en el vacio) creándose y recreándose mutuamente. Lo explica la tercera y cuarta ley de Maxwell.
• Las radiaciones electromagnéticas se propagan en el vacio a la velocidad de la luz "c". Y justo el valor de la velocidad de la luz se deduce de las ecuaciones de Maxwell, se halla a partir de dos constantes del medio en que se propaga para las ondas eléctricas y magnéticas.
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• Los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares entre si ( y perpendiculares a la dirección de propagación) y están en fase: alcanzan sus valores máximos y mínimos al mismo tiempo y su relación en todo momento está dada por E=c· B
• El campo eléctrico procedente de un dipolo está contenido en el plano formado por el eje del dipolo y la dirección de propagación. El enunciado anterior también se cumple si sustituimos el eje del dipolo por la dirección de movimiento de una carga acelerada
• Las ondas electromagnéticas son todas semejantes (independientemente de como se formen) y sólo se diferencian e n su longitud de onda y frecuencia. La luz es una onda electromagnética
• Las ondas electromagnéticas transmiten energía incluso en el vacío. Lo que vibra a su paso son los campos eléctricos y magnéticos que crean a propagarse. La vibración puede ser captada y esa energía absorberse.
• Las intensidad instantánea que posee una onda electromagnética, es decir, la energía que por unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie, colocada perpendicularmente a la dirección de propagación es: I=c· e_oE². La intensidad media que se propaga es justo la mitad de la expresión anterior.
• La intensidad de la onda electromagnética al expandirse en el espacio disminuye con el cuadrado de la distancia y como "I "es proporcional a E² y por tanto a sen²Q. Por lo tanto existen direcciones preferenciales de propagación

ONDAS TRANSVERSALES 

eléctricos y magnéticos son siempre perpendiculares a la dirección de propagación, y por taUna onda transversal es una onda en la que cierta magnitud vectorial presenta oscilaciones en alguna dirección perpendicular a la dirección de propagación. Para el caso de una onda mecánica de desplazamiento, el concepto es ligeramente sencillo, la onda es transversal cuando las vibraciones de las partículas afectadas por la onda son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Las ondas electromagnéticas son casos especiales de ondas transversales donde no existe vibración de partículas, pero los campos nto se trata de ondas transversales.

Si una onda transversal se mueve en el plano x-positivo, sus oscilaciones van en dirección arriba y abajo que están en el plano y-z.

ONDAS MECÁNICAS

Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio.

Todas las ondas mecánicas requieren:

1. Alguna fuente que cree la perturbación.
2. Un medio en el que se propague la perturbación.
3. Algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro.

El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión. 

SONIDO

SONIDO

El sonido, en física, es cualquier fenomeno 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.¹ En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido,líquido o gaseoso. Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. No se propagan en el vacío, al contrario que las ondas electromagnéticas. Si las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal y si las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación es una onda transversal.

La fonética acústica concentra su interés especialmente en los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben, y cómo se pueden describir gráfica y/o cuantitativamente.

                                       

Física del sonido

La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos.

Propagación del sonido

Ciertas características de los fluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. En general cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También la densidad es un factor importante en la velocidad de propagación, en general a mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto mayor es la velocidad de la propagación del sonido.

Magnitudes físicas del sonido

Como todo movimiento ondulatorio, el sonido puede representarse mediante la Transformada de Fourier como una suma de curvas sinusoides, tonos puros, con un factor de amplitud, que se pueden caracterizar por las mismas magnitudes y unidades de medida que a cualquier onda de frecuencia bien definida: Longitud de onda (λ), frecuencia (f) o inversa del periodo (T), amplitud (relacionada con el volumen y la potencia acústica) y  fase. Esta descomposición simplifica el estudio de sonidos complejos ya que permite estudiar cada componente frecuencial independientemente y combinar los resultados aplicando el  principio de superposición, que se cumple porque la alteración que provoca un tono no modifica significativamente las propiedades del medio.

Velocidad del sonido

• El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.
• La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.

La velocidad del sonido en el aire se puede calcular en relación a la temperatura de la siguiente manera:

Donde:

, es la temperatura en grados Celsius.

Si la temperatura ambiente es de 15 °C, la velocidad de propagación del sonido es 340 m/s (1224 km/h ). Este valor corresponde a 1 MACH.

                               

LONGITUD

LONGITUD

La longitud es una de las magnitudes físicas fundamentales definida en términos de otras magnitudes que se pueden medir. En muchos sistemas de medida, la longitud es una unidad fundamental, de la cual derivan otras.

La longitud es una medida de una dimensión (lineal; por ejemplo la distancia en m), mientras que el a´rea es una medida de dos dimensiones (al cuadrado; por ejemplo m²), y el volumen es una medida de tres dimensiones (cúbica; por ejemplo m³).

Sin embargo, según la teoría especial de la relatividad (Albert Einstein, 1905), la longitud no es una propiedad intrínseca de ningún objeto dado que dos observadores podrían medir el mismo objeto y obtener resultados diferentes (contracción de Lorentz).

El largo o longitud dimensional de un objeto es la medida de su eje tridimensional.

                         

Unidades de longitud

Existen distintas unidades de medida que son utilizadas para medir la longitud, y otras que lo fueron en el pasado. Las unidades de medida se pueden basar en la longitud de diferentes partes del cuerpo humano, en la distancia recorrida en número de pasos, en la distancia entre puntos de referencia o puntos conocidos de la Tierra, o arbitrariamente en la longitud de un determinado objeto.

En el Sistema Internacional (SI), la unidad básica de longitud es el metro, y hoy en día se significa en términos de la velocidad de la luz. El centímetro y el kilómetro derivan del metro, y son unidades utilizadas habitualmente.

Las unidades que se utilizan para expresar distancias en la inmensidad del espacio (astronomía) son mucho más grandes que las que se utilizan habitualmente en la Tierra, y son (entre otras): la unidad astronómica, el año luz y el pársec.

Por otra parte, las unidades que se utilizan para medir distancias muy pequeñas, como en el campo de la química o el átomo, incluyen el micrómetro, el ångström, el radio de Bohr y la longitud de Planck.

Sin embargo, recientes debates entre expertos de diversos países defienden la utilidad del soto para trabajar con longitudes del orden de los radios atómicos. Un soto se define como la mitad de la distancia entre dos núcleos de carbono diamante a 25 °C y 1 atm, el equivalente a 1,54 pm (1,54x10⁻¹² m). La utilidad del soto radica en que al igual que la unidad de masa atómica (uma) toma como modelo el átomo de carbono, buscando la unificación de criterios y ofreciendo a los químicos la posibilidad de hacerse una idea de las longitudes de radios y enlaces al poder compararlas con las del diamante.

                                                 

MOVIMIENTO ONDULATORIO

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Se denomina el proceso mediante  se propaga  con la velocidad  finita  de un punto  a otro  del espacio  sin que  se produzca  transporte neto  de materia .

Se clasifican  las ondas  según  en el que se propaga  al vacio  en un medio  material  según la dirección de la vibración  (transversale  y longitudinales) y  si no  son viajeras o estacionarias.

 

CARACTERISTICAS DE LA ONDAS ONDULATORIAS

Es la distancia  entre  una cresta y otra o valles consecutivos parámetro  físico  que se indica  del tamaño de la onda .Si se representa  la onda  como una serie  de crestas regulares  (una líneas ondulatorias  la longitud de la  onda  seria la distancia  entre dos crestas consecutivas).

• 
  Nodo : Es el punto  donde la onda se cruza  la línea de equilibrio
• Oscilación : Se lleva  a cabo  un punto  en vibración  ha tomado  todos los valores  positivos  y negativos son los puntos  medios que están en la cresta  y los valles  de la línea central  de los desplazamientos .
• Elongación: Es la distancia  en forma  perpendicular  de un  punto  de la onda  a la línea  o posición de  equilibrio.
• Amplitud: Es la distancia  entre el punto  extremo  que alcanza  una partícula vibrante  y su posición  de equilibrio  la amplitud  es la máxima elongación  de la onda  esta directamente relacionada  con la intensidad de la  onda, la amplitud  es el ancho  de la onda , es decir la distancia  que separa a dos crestas  o dos valles sucesivos .
• Frecuencia: Es  el numero de veces que se representa  un fenómeno  periódico en la unidad  de tiempo es decir el numero  de ondas  que pasan por segundo .La unidad que se mide  frecuencia  Hertz (Hz) en honor  Heinrich Hertz  quien demostró  que la existencia  de las ondas  de radio  1886 .Y se calcula  como ciclos  entre segundo, es decir, el numero  de veces por segundo  que ocurre un fenómeno  1 Hz = 1/s.
• Periodo : Tiempo que tarda un cuerpo  que tiene un movimiento  periódico, el cual el cuerpo  se mueve de un lado  a  otro  sobre  una trayectoria  fija en afectar  un ciclo completo  de su movimiento  su unidad oscilación, onda, ciclo, vibración y segundo .

 

 

TEORIA DE GALILEO GALILEI (1564-1642)

El movimiento  que describe el cuerpo  recorre la misma trayectoria  cada determinando  tiempo. Cuando  un cuerpo  con este movimiento  se desplaza, origina un movimiento ondulatorio.

La materia  y energía están íntimamente  relacionados. La primera esta representada  por partículas  y la segunda  por "ondas " aunque  esa separación  no es tan clara  en el  mundo subatómico  algo  puede comportarse como partícula  u ondas  según  la experiencia  que se este naciendo  Ejemplo: La electricidad este constituida  por electrones y estos representan  el doble comportamiento.

El Tipo  de movimiento característico  de las ondas se denomina movimiento  Ondulatorio . La propiedad esencial es que no implica un trasporte  de materia de punto a otro .Así no hay una ficha de  dominio  o un  conjunto de ellos  avance desde el punto inicial  al final por el contrario  su movimiento individual  no alcanza mas de un par  de centímetros .Lo mismo sucede  en la onda  que se genera en la superficie  de un lago  o en que se produce  en una cuerda vibrar uno de sus extremos .En todas las cosas las partículas constituyentes del medio  que se desplazan  relativamente  poco respecto  de su posición  de equilibrio . Lo que  avanza y progresa  no son ellos , si no la perturbación  que transmite unas a otras. El movimiento  ondulatorio  supone únicamente  un transporte  de energía  y cantidad de movimiento.