Apuntes de física Unidad 3 y 4

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Los perros y algunos otros animales pueden oír sonidos de frecuencia ultrasónica. Se sabe que los murciélagos pueden guiarse al volar en la obscuridad gracias a su capacidad para percibir los ecos producidos por las notas ultrasónicas que emiten.

A los sonidos ultrasónicos también se les llama “sonidos silenciosos”, y el hombre los puede producir mediante medios artificiales.

Aplicaciones:

- En el aparato llamado sonar. Dicho aparato instalado en las embarcaciones lanza ondas ultrasónicas a través del agua y los ecos no homogéneos con el medio son percibidos por el aparato e identificados, como minas, submarinos, bancos de peces, etc.

- En la cavitación; fenómeno físico que consiste en la creación dentro de un líquido, de diminutas burbujas de vacío que estallan violentamente. Esta propiedad se aprovecha para lograr mezclas muy homogéneas en el caso de ciertas aleaciones, y para aumentar la maleabilidad y ductibilidad de los metales.

- Con fines de aseo; la agitación producida por la cavitación originada por las ondas ultrasónicas en su líquido permite lograr el desprendimiento de toda materia extraña sumergida en el líquido. Ya existen en el mercado lavadoras domésticas de vajillas en las que la limpieza se realiza por medio de “sonido silencioso”.

- Otra aplicación es para examinar piezas de maquinaria y objetos sólidos de metal, vidrio o cerámica, con el propósito de encontrar fallas imperceptibles desde el exterior. El reflectoscopio ultrasónico es el aparato utilizado, el cual emite ondas desde 500, 000 hasta 1, 500, 000 de ciclos por segundo.

- Un uso común es en las herramientas de los dentistas, quienes usan las vibraciones ultrasónicas para taladrar, pulir y desbaratar materiales de gran dureza con la ayuda de una sustancia abrasiva; en las que usan frecuencias de 27, 000 hasta 33, 000 ciclos por segundo.

- También se usa para la soldadura de plásticos, utilizando el calor generado al chocar contra un cuerpo sólido las ondas de alta frecuencia.

- En medicina por ejemplo se aplica para la curación de la artritis, para encontrar anormalidades dentro del cuerpo humano, sin los riesgos de las radiaciones de los rayos X.

- Hoy en día los ultrasonidos han sido empleados en las calculadoras electrónicas para construir dispositivos capaces de memorizar durante un tiempo finito, del orden de fracciones de milisegundos, impulsos electrónicos.

Principales Teorías sobre la Naturaleza de la Luz[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

CORPUSCULAR ONDULATORIA ELECTROMAGNÉTICA CUÁNTICA

La primer teoría fue desarrollada por Empedocles y supuso que consistía de partículas emitidas por el cuerpo luminoso

Teoría Corpuscular:

En el siglo XVII Isaac Newton propuso que un cuerpo luminoso emite pequeñas partículas que se propagan en forma rectilínea. Estas partículas son de diferente tamaño siendo las de luz violeta más pequeñas y las de luz roja las mayores.

Teoría Ondulatoria:

En 1968, Cristian Haygens supone que existe un “Eter” que es el medio en que se propaga la luz y llena todo los espacios interplanetarios. La luz se propaga de los cuerpos luminosos como “ondas longitudinales”.

(Como esta teoría Young explica los fenómenos de difracción y Fresnel al estudiar los fenómenos de interferencia encuentra, que las ondas son transversales y no longitudinales).

Teoría Electromagnética:

A finales del siglo XIX James Clerk-Maxwell demostró matemáticamente que la luz se origina por perturbaciones eléctricas producidas en el éter. A estas ondas se les llama ondas electromagnéticas.

Teoría Cuántica:

En 1900 Max Planck dice que la energía no se desprende en forma continua, sino en paquetes llamados “Quauntum”.

(Tomando como base esta teoría, Einstein desarrollo su concepto del universo y el fenómeno fotoeléctrico y permite a Bohr, Born y Schrodinger elaborar la teoría de la estructura del átomo).

Teoría Mecánica Ondulatoria:

Luis De Broglie se basa en la teoría cuántica y la teoría ondulatoria. Esta teoría es la más moderna y supone que la luz tiene una doble naturaleza, la ondulatoria y la cuántica en donde la luz se desprende en paquetes o cuantos de energía que se llaman fotones.

(Si tomamos como base, esta teoría, un foco emite luz por medio de fotones, que llevan además un movimiento ondulatorio transversal).

Energía Radiante:

La energía radiante comprende las ondas de radio, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioletas, los rayos X, los rayos gamma y los rayos cósmicos.

La energía radiante se transmite por ondas electromagnéticas que atraviesan el aire y el vacío con la velocidad de la luz y se distinguen entre sí por la longitud de onda; las de mayor longitud son las de radio y televisión, y las más cortas son las ondas de los rayos gamma y los rayos cósmicos. Todas las ondas electromagnéticas constituyen el espectro electromagnético.

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Ondas de Radio:

Son producidas por un circuito eléctrico oscilante. Se emplean en las transmisiones de radio, televisión y radar.

Rayos Infrarrojos:

Constituyen la energía calorífica y es emitida por todos los cuerpos calientes principalmente por el Sol. Es apreciada por nuestro sentido del tacto.

Luz o Energía Luminosa:

Es la única visible, y nos permite ver y hacer que las plantas crezcan.

Rayos Ultravioleta:

Son parte de la luz solar; su importancia se debe a que son necesarios para la síntesis de la vitamina “D” en los seres vivos.

Rayos X:

Descubiertos por el físico alemán Roentgen, atraviesan cuerpos opacos como el papel, la madera, la carne, etc., e impresionan placas fotográficas. Desde su descubrimiento se aprovecharon para obtener radiografías de los órganos internos del cuerpo