El Ojo

Í N D I C E

La Física es una ciencia natural, cuyo objetivo es describir, analizar y predecir los fenómenos que ocurren en la naturaleza y que no implican cambios en la estructura de la materia.

Ciencia lo podemos definir como el conocimientos del mundo natural, obtenido mediante la experiencia y la razón, el cual no permanece estancado, sino que se halla en continuo proceso; los nuevos procesos se van acumulando a lo largo del tiempo, sólo para verse más tarde sujetos a su vez a revisión.

La ciencia es un producto del hombre, cuya labor nunca es fruto únicamente de la razón, la inteligencia y la intuición; sino también en algunos casos de la fantasía y a la vez nos indica los medios para ponerlos al servicio del hombre.

Las ciencias pueden agruparse y clasificarse de diversas formas según sean los fenómenos que estudian. Aquellas que se ocupan de los fenómenos que ocurren en la naturaleza se denominan Ciencias Naturales. Ejemplo: Física, Química, etc…

Naturales

Ciencias Sociales

Abstractas

Además, la Física es una ciencia experimental, cuya importancia no sólo radica en la explicación del mundo físico, sino también en el hecho que es la base indispensable en que se asientan los progresos de otras ciencias y, en especial, de la técnica. Por ejemplo, las ciencias como la Biología, Astronomía, Química, Geofísica, etc…, se nutren de las leyes y procesos de la Física. De la misma manera la tecnología se nutre de la Física.

Existe una gran cantidad de fenómenos materiales cuyo estudio, descripción y análisis se basan en el movimiento ondulatorio. Ejemplo: la luz, la televisión, el radar, la radiotelefonía, comunicación vía satélite, etc. Al igual como en la vida diaria aparecen términos tales como ondas de radio, microondas, ondas sonoras, etc. Esta ondas, son perturbaciones que viajan en un medio elástico o en el vacío, con una transmisión de energía sin que exista un desplazamiento de masa.

El sonido, es un fenómeno físico que estimula el sentido del oído. Este fenómeno se transmite a través de ondas. Es una onda mecánica, longitudinal (propagada en un medio elástico, comúnmente el aire) y esférica. Los sonidos son producto de la vibración del aire. La vibración puede ser transmitida a través de cualquier sustancia, sea líquida, sólida o gaseosa, en la que partículas adyacentes de la sustancia entren en contacto. El sonido es una vibración de energía transmitida a través de una sustancia mediante el movimiento de los átomos o moléculas que la conforman. Donde pasa una vibración, las partículas en la sustancia se comprimen primero y luego se separan abruptamente. En los seres humanos, esto ocurre siempre que una vibración con frecuencia comprendida entre unos 15 y 20.000 hercios llega al oído interno. El hercio (Hz) es una unidad de frecuencia que corresponde a un ciclo por segundo. Estas vibraciones llegan al oído interno transmitidas a través del aire, y a veces se restringe el término sonido a la transmisión en este medio. Sin embargo, los físicos modernos suelen extender el término a vibraciones similares en medios líquidos, sólidos o gaseosos.

El sonido tiene distintas propiedades y características. En este informe pretendo explicar y citar ejemplos de algunas de ellas.

Lentes

Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeños tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cóncava desvía los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas lentes sólo forman imágenes virtuales, reducidas y no invertidas. Si la distancia del objeto es mayor que la distancia focal, una lente convergente forma una imagen real e invertida. Si el objeto está lo bastante alejado, la imagen será más pequeña que el objeto. Si la distancia del objeto es menor que la distancia focal de la lente, la imagen será virtual, mayor que el objeto y no invertida. En ese caso, el observador estará utilizando la lente como una lupa o microscopio simple. El ángulo que forma en el ojo esta imagen virtual aumentada (es decir, su dimensión angular aparente) es mayor que el ángulo que formaría el objeto si se encontrara a la distancia normal de visión. La relación de estos dos ángulos es la potencia de aumento de la lente. Una lente con una distancia focal más corta crearía una imagen virtual que formaría un ángulo mayor, por lo que su potencia de aumento sería mayor. La potencia de aumento de un sistema óptico indica cuánto parece acercar el objeto al ojo. La potencia de aumento es diferente del aumento lateral de una cámara (véase Fotografía) o telescopio, por ejemplo, donde la relación entre las dimensiones reales de la imagen real y las del objeto aumenta según aumenta la distancia focal. La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su diámetro. Como la superficie que ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la intensidad luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al diámetro de la lente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. Por ejemplo, la imagen producida por una lente de 3 cm de diámetro y una distancia focal de 20 cm sería cuatro veces menos luminosa que la formada por una lente del mismo diámetro con una distancia focal de 10 cm. La relación entre la distancia focal y el diámetro efectivo de una lente es su relación focal, llamada también número f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la misma abertura relativa tienen la misma luminosidad, independientemente de sus diámetros y distancias focales.

Basándose en la información anterior, presento una serie de conclusiones que se pueden definir en relación al tema que estudiamos.

• Los diferentes tipos de ondas pueden reflejarse totalmente o parcialmente, dependiendo si su energía es totalmente transmitida al nuevo medio; o al contrario, si solo una pequeña parte de esa energía se transmite y el resto es reflejada.

• La ley de la reflexión afirma que el ángulo que forma el rayo incidente con la normal es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la normal.

• Las ondas no son siempre reflejadas en una dirección, sino que también existe la reflexión difusa en la que la onda se refleja en muchas direcciones.

• En el ejemplo de reflexión del sonido, el público recibirá una pequeña cantidad de sonido reflejado de muchas partes de la pared en el caso de que la sala esté provista de surcos. Si no tuviese ese tipo de surcos, el público recibirá una gran cantidad de sonido reflejado proveniente de un solo sitio.

• La refracción ocurre cuando una onda cambia de medio de propagación, lo que se manifiesta en un cambio de dirección y de rapidez de la onda. Existe un cambio de longitud de onda, pero se mantiene su frecuencia. En el caso del agua, por ejemplo, el cambio de medio se obtiene cambiando su profundidad.

• En el ejemplo de refracción del sonido, cuando hace calor, las ondas sonoras tienden a curvarse alejándose del suelo caliente, produciendo una sensación de que el sonido no se transmite bien. En cambio, cuando hace frío, debido a que los frentes de onda se desplazan más rápidamente en las capas superiores, el sonido se curva hacia el suelo.

• La difracción se manifiesta cuando las ondas se encuentran con un obstáculo que impide parcialmente su propagación en un mismo medio.

• Cuando la abertura es grande comparada con la longitud de onda, el efecto de abanico es pequeño. A medida que la abertura se hace más pequeña, el efecto se hace más notable. Este fenómeno ocurre en todo tipo de ondas, incluyendo las ondas luminosas. Resumiendo, la desviación depende de la relación entre la longitud de onda y el ancho de la ranura.

• En el fenómeno de interferencia, las ondas se superponen ya que se encuentran ambas en un mismo medio.

• La interferencia puede ocurrir en cualquier tipo de ondas, ya sean luminosas, sonoras, etc…

• Dependiendo si existe una unión de monte con monte, o valle con monte, podremos hablar de una interferencia constructiva y destructiva respectivamente.

• Después de haber estado estudiando todos los distintos tipo de ondas y los elementos que la componen, pudimos estudiar los fenómenos que las afectan. La reflexión, refracción, difracción e interferencia son una serie de fenómenos que a través de este informe intente explicar y describir.

• Finalmente, creo que todo lo aprendido es este informe será de gran utilidad para nosotros en el momento en que tengamos que aplicar estos conocimientos. Día a día se nos presentan estos fenómenos en nuestra vida diaria y, ahora que sabemos el significado de cada uno de ellos y el “por que?” de su comportamiento, estaremos preparados para poder explicar su importancia a las de más personas.

• Enciclopedia Multimedia Microsoft® Encarta® 97 © 1993-1996 Microsoft Corporation. Artículos “Difracción”, “Interferencia”, “Movimiento Ondulatorio”, “Reflexión”, “Sonido”, “Óptica”.

• Libro “Galaxia Física 11” Editorial Voluntad. Páginas 111 - 117.

• Libro “Física Apuntes IºMedio”. Imprenta SS.CC Manquehue. Profesor José Massardo. Páginas 1, 2, 66, 67, 68.

• Libro “Física Conceptual”. Páginas 470 - 481, 514 - 519.