viernes, 8 de mayo de 2015

RELACIÓN DE LA FÍSICA CON OTRAS CIENCIAS

Física con la Astronomía :

Desde el principio del conocimiento , el hombre , siempre ha sentido curiosidad por los fenómenos que ocurren a su alrededor.
Esta curiosidad, llevó a que surgiera el llamado método científico, que intentaba explicar de modo racional el porqué o como de las cosas.
Galileo Galilei, físico y astrónomo italiano nacido en Pisa en 1,564 efectuó grandes contribuciones al desarrollo de las ciencias .
Como gran experimentador, logró construir el primer telescopio para sus observaciones, logrando con lentes amplificar las imágenes .
Eran los pasos fundamentales para unir la Astronomía con la rama de la Física llamada ÓPTICA.


La Física con  la Biología .  

Los aportes de la física a el estudio de los seres vivos, ha permitido desentrañar los misteriosos antigûos secretos, de la unidad fundamental de la vida : La célula .
Por medio de los descubrimientos de la posibilidad de amplificar las imágenes de los cuerpos celestes, surgió en la rama de la Óptica un avance que permitió a los biólogos y médicos de la antigüedad, acceder a poder observar el mundo de lo diminuto.
Por medio de los microscopios oculares de lentes, fueron posibles los análisis de numerosas muestras de tejidos .
Se aislaron y descubrieron organismos que no podían ser vistos de otra manera. Así de esta forma se combatieron numerosas enfermedades que se consideraban pestes incurables.


Microscopio

Con los avances de la técnica fue posible poco a poco conseguir mayores aumentos y descubrir nuevos organismos tales como bacterias .
Por medio de ondas de radio , la medicina ha logrado importantes avances.
Los Rayos X descubiertos por la emisión de electrones en un tubo de vacío, ayudan hoy en día a la obtención de radiografías de nuestro esqueleto.
Es importantísimo para los médicos el poder observar a través de esas imágenes , las fracturas de los huesos y malformaciones.
También la RADIOTERAPIA y la QUIMIOTERAPIA son importantes aportes de los descubrimientos de los físicos.
La radioterapia ayuda mediante ondas electromagnéticas de frecuencias bajas al alivio de las personas que sufren de artritis, o sea la inflamación de los tejidos que rodean las articulaciones.


La Física con el Deportes .
Las leyes físicas quedan relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad.
En efecto, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo, la atracción gravitatoria de la tierra .
La estructura ósea de nuestro organismo, desde nuestros primeros pasos en la infancia , debe luchar por conseguir una posición de equilibrio cuando estamos parados o nos desplazamos.
El peso que nos da la balanza es el fiel reflejo de la masa que constituye nuestro organismo y la aceleración de la gravedad 9.81 m/s 2 .
Estudiando dicha fuerza, vemos que dependiendo de este parámetro, si estuviéramos en la Luna "pesaríamos menos" pues allí la aceleración de la gravedad sería menor.
Esto lo pudieron comprobar los primeros astronautas que pisaron la Luna, los cuales llevaban zapatos de plomo para evitar que flotaran en el vacío y no se pudieran desplazar.
La principal manifestación de la fuerza de la gravedad es cuando pretendemos saltar hacia arriba.
Nuestro impulso nos eleva hasta cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella.
Los gimnastas olímpicos utilizan técnicas que le permiten mediante la utilización del principio del equilibrio 

la Física con la Química
La Química es una de las ciencias que mas afinidad tiene con la Física.
En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos.
Basta ver las manifestaciones de nuestro entorno para poder aplicar esta situación.
No olvidemos que química + física = Biología , o sea la manifestación de la vida y los seres vivos.
Muchos físicos también contribuyeron a descubrir fenómenos químicos dado que en sus experimentos utilizaban reacciones químicas que originaban reacciones físicas.
Un claro ejemplo de ello ha sido la búsqueda de la estructura y funcionalidad del átomo .
Recordemos que de una reacción en cadena, cuando un átomo radiactivo inestable es bombardeado por un neutrón se produce un estallido del núcleo del mismo y sus componentes a su vez rompen otros núcleos generando más colisiones.
Esto es una reacción química y su manifestación física es la generación de una inmensa cantidad de energía en forma de calor .
Llamamos a esto reacción de fusión nuclear.

lunes, 4 de mayo de 2015

LAS ONDAS

¿QUE ES UNA ONDA?
Una onda se define como el fenómeno ondulatorio y físico por medio del cual se propaga energía sin materia de un punto a otro del espacio a través de algún medio sólido, líquido, gaseoso o a través del vacio. Terremotos, el sonidode una guitarra, la luz que nos llega del sol o las olas del mar son fenómenos naturales en donde las ondas desempeñan un papel fundamental.
Para que se produzca una onda es imprescindible y necesario que ocurra una perturbación al sistema, es decir es necesario que se produzca una variación de alguna propiedad física del sistema como la presión, la temperatura, la densidad... la cual produce la vibración inicial que se transmite a lo largo de una región del espacio en forma de energía.


Imaginemos que tenemos una cuerda anclada a un punto, si desde el otro extremo tiramos con firmeza de la cuerda estamos produciendo una perturbación o impulso que hace vibrar el extremo de la cuerda inicial, propagándose dicha vibración hasta el otro extremo anclado, en este ejemplo podemos apreciar como la perturbación ha creado la vibración que se ha transmitido por la cuerda en forma de energía.

Cuando lanzamos una piedra a un estanque observamos como el impacto inicial produce una seri de ondas alrededor, en este ejemplo la perturbación inicial ha sido el impacto de la piedra el cual se ha propagado a través del agua de una región a otra del estanque.
CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS
Todas las ondas de la naturaleza disponen de una serie de características o parámetros propios, el conocimiento de dichos parámetros nos permitirá conocer y predecir el comportamiento de la onda:
  • Amplitud (A) - Representa la distancia existente entre el punto más alto conocido como cresta y el eje horizontal de la onda, la amplitud está directamente ligado con la intensidad, de tal forma que a mayor amplitud de una onda sonora mayor será la intensidad o los decibelios, a mayor amplitud de una onda sísmica mayor será la energía transportada.
  • Longitud de onda (λ) - Representa la distancia entre 2 crestas o valles de una onda, dicho parámetro está inversamente ligado con la energía que transporta la onda, a menor longitud mayor energía y a mayor longitud menor es la energía asociada.
  • Frecuencia (F) - Representa el número de oscilaciones que ha realizado la onda en un periodo establecido de tiempo.
  • Periodo (T) - Representa al tiempo necesario para que una onda complete una oscilación.
  • Velocidad de propagación - Es la distancia que recorre la onda por unidad de tiempo y su valor depende de las propiedades del medio a que atraviesa como densidad, temperatura, presión...

Por último la función de onda es la representación matemática por medio de la cual podemos calcular y conocer todas las propiedades y características de las ondas así como las posiciones y movimientos de cada una de las partículas del medio en instantes específicos durante la propagación.
El estudio de todos estos parámetros nos ha permitido conocer y profundizar sobre este fenómeno físico permitiendo el desarrollo de las telecomunicaciones inalámbricas como la telefonía móvil, la radio, la televisión o el GPS, por otro lado utilizamos las ondas como la base fundamental para la creación de diversos instrumentos como el sónar que ayudan a los barcos a navegar sin peligro, máquinas de ultrasonidos utilizados para la realización de ecografías en el área médica o en detectores de velocidad utilizados en los radares.




TIPO Y CLASIFICACIÓN DE ONDAS

Podemos clasificar el amplio catálogo de ondas existentes en función de:
Según el medio por el cual se propagan:
  • Electromagnéticas - Son aquellas que se propagan a través del vacio, por ejemplo la luz, las ondas de radio, microondas o los infrarrojos son ejemplos de ondas electromagnéticas


  • Mecánicas - Son aquellas que necesitan de un medio solido, líquido o gaseoso para poder propagarse, por ejemplo el sonido se propaga a través del aire, las ondas sísmicas se propagan a través de la corteza terrestre y las olas se propagan a través del agua del mar.
  • Gravitacionales - Este tipo de ondas no se desplazan por ningún medio dado a que son el resultado de la deformación espacio-tiempo según la teoría relativista de Einstein.


Según la dirección de propagación:
  • Transversales - Son aquellas que se propagan en dirección vertical o perpendicularmente a la perturbación inicial.
  • Longitudinales - Son aquellas que se propagan en dirección horizontal o paralelamente a la perturbación inicial.
Según el plano de vibración:
  • Unidimensionales - Son aquellas que se propagan en una sola dimensión del espacio, por ejemplo la onda resultante al estirar de una cuerda.
  • Bidimensionales - Son aquellas que se propagan en 2 dimensiones del espacio, por ejemplo las ondas que se producen al dejar caer una gota sobre un vaso de agua.
  • Tridimensionales - Son aquellas que se propagan en las 3 dimensiones del espacio, por ejemplo las ondas sonoras de un relámpago.
Ahora que ya conoces le concepto de onda, ¿sabías que los murciélagos utilizan un biosonar basado en ondas sonoras por el cual emiten sonidos a alta frecuencia para orientarse?

EL MAGNETISMO

¿QUE ES EL MAGNETISMO?
El magnetismo se define como el fenómeno físico por medio del cual ciertos materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, basándose su origen en el movimiento de partículas cargadas el magnetismo forma parte de la fuerza electromagnética siendo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Muchos de nosotros hemos experimentado con el magnetismo mediante el uso de imanes, un imán es un material que dispone de una alta capacidad magnética para atraer a materiales ferromagnéticos como el hierro, acero, níquel... así como de repeler o atraer a otros imanes, el origen de dichas fuerzas de atracción o repulsión magnética reside en la distribución a nivel atómico de los electrones que componen el imán.
Tal y como hemos descrito en la definición de magnetismo su origen físico reside en la existencia de partículas cargadas eléctricamente y en movimiento, por ello los electrones son considerados como pequeños imanes dado a que son partículas cargadas las cuales se mueven u orbitan alrededor del núcleo atómico así como giran sobre su propio eje de simetría (espín). Todos estos movimientos de los electrones crean pequeñas fuerzas magnéticas las cuales son responsables de la capacidad magnética de un material u otro.
Realmente todos los materiales son magnéticos lo que ocurre es que existen materiales que disponen de una distribución desigual de sus electrones anulándose las distintas fuerzas magnéticas originadas, por otro lado existen materiales que disponen de una gran cantidad de electrones distribuidos en una misma dirección de tal forma que las distintas fuerzas magnéticas orginadas se suman creando un efecto magnético a escala macroscópica.
Por otro lado cuando hacemos circular un flujo de electrones a través de una cable eléctrico, es decir aplicamos una corriente eléctrica, obtenemos magnetismo debido al movimiento de dichos electrones a través del cable, por lo que la electricidad y el magnetismo se encuentran estrechamente ligados siendo considerados a ambos como un único fenómeno físico conocido como electromagnetismo el cual junto con la gravedad, la nuclear débil y la nuclear fuerte componen las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Esta estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo hace que cualquier campo magnético lleve asociado un campo eléctrico y viceversa, el conocimiento de dichos fenómenos han permitido el desarrollo de generadores eléctricos mediante la rotación de imanes cerca de una bobina así como el desarrollo de los motores eléctricos los cuales mediante la aplicación de corriente eléctrica próxima a un imán producen un movimiento mecánico el cual puede ser aprovechado para mover por ejemplo las ruedas de una motocicleta.
HISTORIA DEL MAGNETISMO
El fenómeno del magnetismo era conocido por antiguas civilizaciones como los fenicios, egipcios y persas entre otros, pero fue el filósofo griego Tales de Mileto en ser el primer testimonio escrito sobre este extraño fenómeno al afirmar que las magnetitas tenían alma al poder atraer partículas de hierro.
Pero no fue hasta el año 1600 cuando el médico e investigador William Gilbert publicó su famoso libro "De Magnete" donde se recogía todas sus investigaciones científicas sobre el fenómeno del magnetismo. Willian Gilbert fue el primero en identificar a nuestro planeta Tierra como un gigantesco imán cuyos polos están próximos a los polos geográficos explicando la orientación de las brújulas apuntando al norte, por otro lado describió los fenómenos de imantación sobre otros materiales así como la influencia de la temperatura sobre las capacidades magnéticas.
Posteriormente en el año 1820 el físico y químico danés Han Christian Oersted demostró la relación existente entre la electricidad y el magnetismo cuando al colocar un brújula imantada cerca de un alambre por donde fluía cierta corriente eléctrica observó como la brújula se movió y se colocó perpendicularmente al alambre, Oersted fue el primer científico en acuñar la palabra electromagnetismo.
El gran físico experimentador y científico Michel Faraday profundizó sobre los experimentos de Oersted descubriendo la inducción electromagnética por medio de la cual desarrolló el primer motor eléctrico de la historia.
En el año 1865 el matemático y físico James Clark Maxwell desarrolló las ecuaciones matemáticas que describían todos los fenómenos descubiertos y descritos anteriormente por Faraday y Oersted, gracias a la ecuaciones de Maxwell la teoría electromagnética revolucionó la física de aquella época al relacionar matemáticamente el magnetismo y la electricidad bajo una misma teoría y al predecir la existencia de ondas electromagnéticas las cuales fueron descubiertas por el físico Heinrich Hertz en 1888 siendo la base del desarrollo del mundo de las telecomunicaciones como la radio, la televisión o el teléfono.
APLICACIONES Y USO
Como hemos dicho anteriormente el magnetismo forma parte de una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, sin ella no existiría la vida ni el universo tal y como lo conocemos. El núcleo de nuestro planeta genera un campo magnético protector que nos envuelve de norte a sur protegiéndonos de las peligrosas radiaciones cósmicas que nos llegan de todas partes del universo.
La brújula fue uno de los primeros instrumentos en donde se utilizó una aguja magnetizada que apuntaba al norte magnético terrestre, ayudando a los navegantes y viajeros a explorar nuevos territorios y caminos.
Gracias a los descubrimientos de Faraday y el conocimiento sobre el fenómeno electromagnético hemos podido desarrollar generadores de electricidad que producen la energía eléctrica necesaria para alimentar a todos los aparatos electrónicos que utilizamos diariamente, por otro lado hemos desarrollado los motores eléctricos utilizados en una amplia gama de máquinas y aparatos como ventiladores, bombas de extracción, electrodomésticos, ascensores, motocicletas, etc...
Trenes de levitación magnética, espectrómetros de masas, sistemas de almacenamiento de archivos digitales como los discos duros, resonancias magnéticas, detectores de metales, altavoces, micrófonos, clasificadores de materiales e incluso los aceleradores de partículas como el LHC basan su funcionamiento en el fenómeno del magnetismo.
Ahora que ya conoces lo que es el magnetismo, ¿sabías que existen en el universo las magnetoestrellas?, estas estrellas de neutrones altamente comprimidas disponen de los campos magnéticos más potentes de todo el universo, sin lugar a duda son los imanes más fuertes de todo el cosmos.

NATURALEZA DEL SONIDO

¿QUE ES EL SONIDO?
El sonido se define como el conjunto de fluctuaciones de presión que se propagan en forma de ondas a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso. Comúnmente definimos el sonido al conjunto de ondas sonoras que son captadas por nuestros oídos e interpretadas por el cerebro, pero dicha definición es incompleta dado a que en la naturaleza existe un amplio rango de sonidos que no somos capaces de percibir.
El sonido se produce a consecuencia de la vibración de un cuerpo material como por ejemplo la vibración originada al rasgar la cuerda de una guitarra, al golpear la membrana de un tambor o las vibraciones que se producen en las cuerdas vocales cuando hablamos, en todos estos casos la vibración inicial se transmite a lo largo de todos los átomos, partículas y moléculas presentes en el medio dando lugar a la generación de ondas sonoras. Para que el sonido pueda transmitirse es necesario que el medio por el cual se propaga sea elástico de los contrario las moléculas y átomos no podrían vibrar ni transmitir dicha perturbación y por ende no se transmitiría el sonido.
Tal y como hemos indicado en la anterior definición el sonido al igual que la luz presenta una naturaleza ondulatoria y como tal posee todas las características y propiedades que define una onda como es su amplitud, frecuencia, periodo, longitud, energía, velocidad de propagación... Un sonido será diferente de otro en función de los valores que adquiera cada una de estas características de la onda sonora, así por ejemplo un onda sonora con una amplitud superior a otra la percibiremos con mayor intensidad o lo que es lo mismo con mayor volumen, por otro lado ondas sonoras con la misma amplitud pero con diferentes frecuencias o longitudes de onda las percibiremos como sonidos más graves o más agudos.
Otra de las característica que tiene el sonido es su velocidad de propagación la cual depende directamente del medio por el cual se propaga, en un medio sólido o líquido la velocidad de propagación del sonido es inversamente proporcional a la densidad del medio, menor velocidad a mayor densidad del medio, por otro lado en los medios gaseosos la velocidad del sonido es directamente proporcional a la temperatura del gas, así por ejemplo obtenemos que la velocidad del sonido en el aire a una temperatura de 20ºC es de 344m/s, el mismo sonido ubicado en congelador a -100ºC se propagaría a una velocidad de 279m/s, por otro lado si estuviéramos en un horno a 400 ºC la velocidad del sonido sería de 521m/s.
La velocidad de propagación del sonido es superior cuando atraviesa un sólido o un líquido que cuando se propaga a través de un gas, así por ejemplo la velocidad del sonido en el aire es de 344 m/s en agua es de 1482 m/s y en el aluminio es de 6420 m/s.
A diferencia de las ondas electromagnéticas las ondas sonoras no pueden propagarse a través del vacio debido a que el sonido se transmite a través de la vibración de los átomos y moléculas que componen el medio, en el espacio exterior la casi ausencia de dichas moléculas y átomos hace imposible la propagación y transmisión de cualquier tipo de sonido, es por ello que los astronautas pueden afirmar que conocen el autentico silencio.
ESPECTRO SONORO
El espectro audible está formado por las audiofrecuencias. El oido humano está capacitado para percibir sonidos cuya frecuencia se encuentran entre los 20 Hz y 20.000 Hz y trasformarlo en sensaciones auditivas. Estos límites no son estricto y depende de factores biológicos como la edad, algunas enfermedades, o malformaciones del oido.
Los infrasonidos son aquellos que se encuentran con una frecuencia por debajo de los 20 hz, en cambio los ultrasonidos se encuentran sobre los 20.000 Hz.
Según la imágen podemos encontrar tres zonas en función de la frecuencia, pues el espectro no es estrictamente cuadrado.
  1. Zona de frecuencias bajas o tonos graves: corresponde a los sonidos cuyas frecuencias se encuentran entre los 20 Hz y los 256 Hz. En esta zona, sonidos de gran intensidad no son percibidos por la mayoría de la población.
  2. Zona de frecuencias medias o tonos medios: corresponde a los sonidos cuyas frecuencias se encuentran entre laos 256 Hz y los 2 kHz. A esta zona pertenece el tono fundamental y los armónicos de la mayoría de los sonidos. El rango de intensidades percibido por el oído humano en esta zona es mayor que en la de tonos graves.
  3. Zona de frecuencias altas o tonos agudos: comprende los sonidos con frecuencia entre los 2 kHz y 20 kHz. Es la zona con mayor rango de intensidad percibida.


Altura del Sonido o Tono

La altura de un sonido está directamente relacionada con la frecuencia. Pues mientras mayor se a altura, mayor será la frecuencia, y mientras más bajo, una menor frecuencia tendrá la ondas
Nos podemos dar cuenta que cuando se lleva a la otra octava, la frecuancia es doble. Por ejemplo luego de la nota Si con frecuencia 493,88 Hz viene el Do, esta nota tendría una frecuencia de 523,26 Hz la cual es el doble de la frecuencia 261,63 Hz.





La altura o tono está determinada por características en los instrumentos como:
  • El tamaño mientra más grande sea un instrumento musical, más grave será el sonido; al contrario, cuánto más pequeño será más agudo.
  • La longitud: mientras más larga una cuerda, más grave será el sonido; por el contrario, al ser más corta, el sonido es más agudo.
  • La tensión: mientras más tensa se encuentre una cuerda, más agudo será el sonido; en cambio, minetras menos tensa esté la cuerda, más grave será el sonido
  • La presión: mientra mayor sea la presión del aire, más agudo será el sonido; por el contrario, si la presión es menor, más grave será el sonido.


Timbre de un sonido

El timbre es la propiedad que permite al oído humano distinguir dos sonidos de la misma frecuencia e intensidad ( amplitud) que son emitidos por distintos instrumentos o focos emisores, es decir depende del número, intensidad y frecuencia de los armónicos que acompañan al sonido fundamental. En general podemos decir que está relacionado con la forma de la onda














Intensidad del Sonido

La inmensa cantidad de sonidos percetibles por el oído, está directamente relacionada con la intensidad, que corresponde a la energía que se propaga en el medio y que puede ser medida, como la intensidad acústica o intensidad sonora.
La intensidad acústica se define como la cantidad de energía trasportada por una onda sonora en la unidad e tiempo y de superficie, o la potencia por unidad de superficie, la cual se mide en watt/m²
En cambio, la intensidad sonora se mide en decibel, (dB) y es definida con una escala logarítmica no sólo porque el intervalo de  intensidades a las que resulta sensible el oído es inmenso, sino también porque  la sensación de fuerza sonora tiene una dependencia logarítmica con la intensidad.

Ecuación de la intensidad acústica, la cual se mide en W/m², donde E es la energía; t es el tiempo, A la superificie y P la potencia.


Ecuación para cacular la intensidad sonora en decibeles, la cual relaciona la escala logarítmica con la intensidad medida en watt/m². En esta ecuación Io, es la intensidad minima para la que se produce una sensación perceptible y su valor es10⁻¹² W/m². El valor de I, es la intensidad sonara en W/m² de cualquier foco sonoro.
El decibel es la mínima variación de intensidad sonora que percibe el oído humano. Es la décima parte del bel, que al ser una unidad muy grande, habitualmente no se utiliza.
La escala decibélica no es una escala sumativa, por ejemplo si un foco sonoro produce un sonido de 20 dB, la colocación de dos focos, no produce la sensación de 40 dB. Para conocer la intensidad sonora hay que calcular el valor de dicha intensidad la del segundo foco, para después calcular el valor en dB, al realizar este cálculo no da 23 dB.


CONTAMINACIÓN AUDITIVA
Hoy en día la mayoría de los ambientes en donde nos movemos, trabajamos y descansamos están llenos de fuentes emisoras de ruido, ciudades congestionadas de tráfico en donde el sonido de los motores, bocinas y ruido rodante de la circulación de los coches y motocicletas está presente a todas horas, fábricas en donde máquinas y herramientas como prensas, lijadoras, amoladoras o taladradoras emiten continuamente ruido al ambiente, máquinas de uso cotidiano como los ascensores, escaleras mecánicas, electrodomésticos... generando ruido durante su funcionamiento. La realidad nos hace reconocer la existencia de diversas fuentes de ruido que a partir de cierto nivel se convierten en lo que conocemos como contaminación acústica.
Miles de estudios avalan el origen de conductas y enfermedades directamente relacionadas con la contaminación acústica como por ejemplo la falta de concentración, pérdida auditiva, conductas agresivas, trastornos de sueño o estrés, todo ello nos obliga a delimitar los ambientes sonoros a los que nos exponemos así como definir e implantar las acciones necesarias para reducir las fuentes de ruido.
Los sonómetros son los equipos de medición encargados de captar la intensidad de una fuente sonora y representarla cuantitativamente en datos numéricos conocidos como decibelios o decibel, a mayor intensidad o volumen de un sonido mayor decibelios tendrá, gracias a esta información podemos representar las diferentes intensidades de ruido y las consecuencias de estar expuestas a ellas:
Sonidos
Decibelios
Efectos
Murmullos, respiración tranquila, susurro de hojas...
10 - 30 dB
Apenas audible
Ordenador, zona rural tranquila, biblioteca...
30 - 50 dB
Tranquilidad
Conversación, música de fondo, lavadora, aspiradora...
50 - 70 dB
Normal
Secador, tráfico de una ciudad, llanto de un bebé...
70 - 90 dB
Molesto
Concierto de rock, sirena de emergencia...
90 - 110 dB
Muy fuerte
Trueno, petardo, taladro neumático...
120 dB
Máximo soportado
Despegue de aviones, fuego de artillería...
140 dB
Dolor
Despegue de cohetes, bomba nuclear...
> 180 dB
Pérdida auditiva permanente
Para evitar mermar nuestra calidad de vida y salud es necesario medir y conocer las fuentes de ruido que se generan en nuestro ambiente con objeto de tomar las medidas correctivas necesarias como por ejemplo la utilización de tapones o cascos protectores del ruido, empleo de materiales absorbedores de ruido tales como espumas de poliuretano, corcho, recubrimientos antisonoros, lana de roca ...
que es el sonido




LA LUZ

¿QUE ES LA LUZ?
La luz se define como una onda electromagnética que está compuesta por diminutas partículas llamadas fotones y que nos permite visualizar todo lo que nos rodea aportando color y sentido a la vista.
Aunque la definición anterior parezca complicada de entender explicaremos paso a paso cada uno de los conceptos indicados anteriormente en la definición de la luz.
Cuando lanzamos una piedra a un estanque observamos que se crean una serie de ondas que avanzan por la superficie del agua, al igual que la onda del estanque la luz es una onda electromagnética, es decir es una onda con una parte eléctrica y otra parte magnética, que a diferencia de la onda del estanque que necesita el agua como medio para propagarse las ondas electromagnéticas no necesitan de ningún medio, es decir avanzan a través del vacio.
Cualquier onda dispone de 4 propiedades o características que las identifica, estas son la amplitud, la frecuencia, la velocidad y la longitud de onda. La longitud de onda es la distancia que hay entre 2 crestas o valles de la onda, la luz visible que es percibida por el ojo humano y que nos permite ver todo los que nos rodea es la parte de la onda electromagnética que tiene una longitud de onda comprendida entre 380 y 740 nanómetros, por tanto la luz tal y como la entendemos corresponde a una pequeña porción de longitud de ondas electromagnéticas que emiten fuentes luminosas como el Sol, las estrellas o las lámparas de tu casa.
Por último los fotones son las partículas fundamentales, indivisibles, sin masa ni carga que componen la luz, los fotones son como pequeñas bolitas que vibran y se comportan como una onda cuando se mueven y como una partícula cuando interacciona con algún cuerpo, siendo por tanto onda y corpúsculo al mismo tiempo.
Los colores que percibimos no son más que sensaciones que el ojo humano interpreta ante diferentes vibraciones de los fotones, por ejemplo el color rojo corresponde a 4 x 1014 vibraciones por segundo y el color azul corresponde a 6,5 x 1014 vibraciones por segundo, cuando existen un conjunto de fotones que vibran en diferentes frecuencias obtenemos una mezcla de todos los colores lo cual nos da como resultado la luz blanca.
El espectro electromagnético representa las longitudes de onda, frecuencia y energía que puede adquirir una onda electromagnética, el espectro se encuentra dividido en diferentes bandas en donde las ondas comparten ciertas características, por ejemplo tenemos la banda de rayos gamma, ultravioleta, luz visible, infrarrojos o microondas. En la banda de la luz visible quedan representados en función de la frecuencia (vibraciones por segundo) o longitud de onda la diferente gama de colores que compone la luz visible. Puedes observarlo en la imagen inferior.
Este conjunto de pequeñas partículas llamadas fotones que componen la luz, teóricamente adquieren la velocidad máxima que cualquier partícula del universo puede alcanzar en el vacio , siendo aproximadamente de 3 x 10 8 m/s, es decir en 1 segundo un foton daría casi 4,5 vueltas alrededor de nuestro planeta Tierra.
Esta velocidad es considerada como una constante universal y se utiliza entre otras cosas para indicar distancias astronómicas entre estrellas, galaxias o cúmulos, por ejemplo el planeta Venus está a una distancia de 0.000011 años luz, la estrella más cercana a nuestro planeta está aproximadamente a 4,3 años luz y la galaxia más lejana que actualmente se conoce está a unos 13.200 millones de años luz, sin duda el universo es extraordinariamente grande. 1 año luz equivale a la distancia que recorre un fotón en un año o lo que es lo mismo 9,46 billones de kilómetros.

HISTORIA DE LA LUZ
Los antiguos filósofos griegos fueron los primeros en plantearse la naturaleza y origen de la luz, cuestiones como ¿porque vemos? o ¿porque una imagen cambia cuando la vemos a través del agua? intentaban ser contestadas mediante un planteamiento lógico y convincente. En el año 500 Antes de Cristo el filósofo griego Empédocles divulgó la primera teoría sobre la naturaleza de la luz, coloquialmente conocida como la teoría del faro, esta identificaba a la luz como rayos que emanaban de nuestros ojos chocando con los objetos permitiéndonos ver todo lo que nos rodea.
Tuvo que pasar 1500 años hasta que el matemático árabe Alhazen descubrió que los ojos no eran emisores de la luz sino receptores, Alhazen que disponía de una extraordinaria base matemática, fue el primer físico en investigar las propiedades de la luz como la reflexión y la refracción descubriendo que la luz se regía bajo unas leyes universales y que se podían se representadas mediante las matemáticas.
En el siglo XVII se entabló una gran batalla científica entre los diferentes físicos, matemáticos e intelectuales de la época, por un lado el gran físico y matemático Sir Isaac Newton demostró que la luz blanca está formada por un amplio rango de colores al cual llamó espectro, para ello hizo pasar un rayo de luz por un prisma, así mismo Newton afirmaba que la luz estaba formada por pequeñas partículas o corpúsculos, esta teoría corpuscular fue rechazada por otros físicos y matemáticos de la talla de Hooke o Hugens, los cuales defendían la naturaleza de la luz como una onda y no como una partícula.
Durante los siglos posteriores la teoría ondulatoria de la luz fue desplazando a la teoría corpuscular de Newton, propiedades intrínsecas de la luz como la interferencia, la reflexión, difracción y polarización eran representadas y explicadas con exactitud mediante el uso de las ondas. Pero a finales del siglo XIX el físico alemán Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico de la luz, siendo este imposible de explicarse mediante el uso de ondas, se necesitaba partículas o corpúsculos para explicarlo.
El gran físico y matemático Albert Einstein demostró que el efecto fotoeléctrico se podía explicar mediante el uso de pequeños corpúsculos (cuantos de energía) a los que llamó fotones, posteriormente los experimentos de doble rendija realizados por Thomas Young confirmaron la dualidad onda-partícula de la luz, había nacido la física cuántica y con ella había reconciliado las 2 teorías confirmando que la luz se comportaba al mismo tiempo como una partícula y como una onda.
¿PORQUE ES IMPORTANTE LA LUZ?
Sin lugar a dudas la luz ejerce una enorme influencia en todos los seres vivos de nuestro planeta, la vida vegetal y animal depende directamente de su presencia, procesos químicos como la fotosíntesis, la creación de la vitamina D o el simple reloj biológico que marca los procesos de actividad y descanso están estrechamente ligados a la presencia de la luz.
Miles de especies de plantas y organismos como árboles, algas o bacterias dependen directamente de luz solar para realizar el proceso de la fotosíntesis, transformando la luz en energía química que los nutre y les permite crecer y desarrollarse, la fotosíntesis es el proceso bioquímico más importante de nuestro planeta Tierra puesto que es la fuente de generación de oxígeno hacia la atmósfera así como mantiene el equilibrio alimenticio al permitir crecer plantas y vegetales que posteriormente serán alimento de otras especies.
La luz ejerce una enorme influencia en nuestras vidas, sin luz no tendríamos el sentido de la vista y no podríamos ver nada de lo que nos rodea. La vitamina D necesaria para nuestro organismo se produce gracias a la acción de la luz ultravioleta del Sol, transformando parte de nuestro colesterol en esta apreciada vitamina. El descubrimiento y domino del fuego por parte de nuestros ancestros así como el desarrollo de la luz eléctrica ha permitido al hombre el desarrollo tecnológico que actualmente disponemos.
La duración del día y la noche viene delimitada por la presencia o ausencia de la luz, todas las plantas y seres vivos de nuestro planeta se encuentran regulados por este reloj biológico el cual nos indica cuando empezamos nuestra actividad diaria y cuando descansamos, por otro lado desde la antigüedad la luz ha definido indirectamente la duración de los días, meses y estaciones.
Incluso en las religiones de todo el mundo ha ejercido una gran influencia, los antiguos egipcios adoraban al Dios Ra símbolo de la luz solar y fuente de la vida, millones de religiosos de todo el mundo se refieren a Dios como la luz creadora, la luz divina o la luz verdadera.
Por otro lado miles de estudios relacionan la ausencia de luz como causa del desánimo, apatía, estrés e incluso depresiones, los antiguos médicos griegos conocían de las propiedades curativas de la luz solar y fueron los precursores de los baños solares como medicina para curar diversas enfermedades de sus pacientes. ¿A quien no le gusta un plácido, relajante y divertido día de playa?

LA ENERGIA

La energía se define como la entidad intangible por medio de la cual podemos generar movimiento, trabajo y calor, la energía junto con la materia son los 2 ingredientes básicos que componen todo el universo que nos rodea. La energía es la fuente invisible que mantiene unido a los átomos y partículas subatómicas que componen toda la materia del universo, también es la fuente por medio la cual podemos aplicar movimiento a la materia, la materia es sustancia y la energía es lo que mueve a la sustancia.
Un pilar básico y fundamental de la física es el Principio de la conservación de la energía, dicho principio nos indica que la energía no se crea ni se destruye sólo se transforma, por ejemplo en nuestro automóvil una parte de la energía química almacenada en el combustible la utilizamos para generar movimiento a las ruedas como energía mecánica y la otra parte se disipa en forma de calor o en energía térmica, es decir toda la energía química solo se ha transformado en energía mecánica y en energía térmica.
Todos los seres vivos necesitamos la energía para poder vivir, las plantas y árboles absorben la energía de la luz del sol para activar la fotosíntesis por medio del cual transforman la energía solar en energía química que les alimenta, los animales herbívoros se alimentan de las plantas aprovechando su energía química almacenada para poder vivir y moverse, por último cuando nos comemos una ensalada o un pescado lo que estamos haciendo realmente es absorber la energía que contenía dichos alimentos y gracias a la cual podemos movernos y realizar actividades mentales y físicas...
Por otro lado utilizamos diferentes fuentes de energía presentes en la naturaleza para alimentar múltiples máquinas y dispositivos que realizan trabajo y nos ayudan en nuestra vida cotidiana, así pues utilizamos la energía eléctrica para hacer funcionar multitud de máquinas como ordenadores, fotocopiadoras, motores, lámparas... Utilizamos la energía química almacenada en minerales y gases para generar calor o producir movimiento a nuestros vehículos así como utilizamos la energía solar y la energía gravitacional para desplazar a nuestros satélites y aeronaves por el espacio, somos unos grandes consumidores de energía.
Gracias a la famosa ecuación de Einstein e=mc2 la física demostró la realidad de que todo lo que nos rodea es energía, los átomos, las moléculas, los seres vivos, los planetas, las galaxias y todo el vasto universo son en última instancia energía. La teoría del big bang indica como el origen del universo se creó a raíz de una gran explosión de energía la cual genero las partículas fundamentales que componen toda la materia de nuestro universo.
Esta simple y elegante ecuación demostró que la materia es energía y la energía es materia, mientras que la materia es una entidad física que ocupa un espacio y posee masa la energía es un concepto abstracto e inmaterial que sabemos que existe pero no podemos verla, podemos afirmar que la materia es la representación física de la energía.

Fuentes de energía

Las Fuentes de energía podrían separarse en dos tipos:

  • Fuentes de energía renovables o alternativas
  • Fuentes de energía no renovables, fósiles y convencionales

Fuentes renovables

Son fuentes de energía inagotables o que pueden ser repuestas a corto o medio plazo, espontáneamente o por intervención humana.
Estas fuentes de energía ya están bastante extendidas en todo el mundo, su importancia va aumentando y a día de hoy representan una parte considerable de la producción mundial de energía.
1. Energía Hídrica
energia hidrica



Es obtenida a partir de un curso de agua y se puede aprovechar por medio de desniveles en este.
2. Energía Eólica
Proviene del viento, en la antigüedad ya se aprovechó para cosas como mover las aspas de los molinos hasta impulsar los barcos, suele ser una de las grandes apuestas en la expansiones de energía renovables.
3. Energía Solar
Proviene de la luz del sol, después de ser captada esta energía puede ser trasformada en dos tipos de energía, eléctrica y térmica.
4. Energía Geotérmica
Proviene del aprovechamiento del calor del interior de la tierra, también se puede trasformar en energía eléctrica o calorífica.
5. Energía Marítima
Es obtenida gracias al movimiento de subida y bajada del agua del mar. El movimiento del agua en los océanos del mundo crea un gran almacén de energía cinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la industria.
El término energía marina abarca tanto la energía de las olas – la energía de las olas de superficie y la energía mareomotriz – obtenida a partir de la energía cinética de grandes cuerpos de agua en movimiento. La energía eólica suele confundirse como una forma de energía marina, pero en realidad es derivada de la del viento, aunque los aerogeneradores se coloquen sobre el agua.
Los océanos tienen una enorme cantidad de energía y están muy cerca a muchas, sino a la mayoría, de las concentraciones de población. Bastantes investigaciones muestran que la energía oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nuevas energías renovables en todo el mundo.
6. Energía de Ondas
Consiste en el movimiento ondulatorio de masas de agua, por el efecto del viento y se puede aprovechar para generar energía eléctrica.
7. Energía Biomasa
La biomasa es el aprovechamiento energético del bosque o de sus residuos, así como los residuos de la agricultura, los de la industria alimentaria o el resultado de las plantas de tratamiento de aguas residuales o industriales, a partir de estos residuos se puede producir biogás y biodiésel.

Fuentes de energía no renovables

En la actualidad las fuentes de energía no renovables son las que cubre la mayor parte de la demanda energética mundial, son también las más avanzadas en cuanto a tecnología de extracción o producción se refiere, pero suelen causar un gran impacto medioambiental.
Actualmente también empieza a aparecer una tendencia de inversión sobre las energías renovables más limpias y cuidadosas con el medio ambiente intentando dejar atrás las energías no renovables.
1. Carbón
Es un combustible fósil extraído mediante exploraciones minerales y fue el primero en usarse a gran escala, también se estima que cuenta con una de las mayores reservas (más de 160 años), estando presente en más de 70 países, suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo.
Es bastante contaminantes en términos de polución y alteraciones climáticas.
2. Petróleo
Se constituye por una mezcla de componentes orgánicos y es una de las principales energías usadas en los medios de transporte, también es una de las mayores fuentes contaminantes de polución en la atmósfera, se estima que el planeta tierra tiene reservas suficientes solo para los próximos 40 años.
3. Gas natural
Formado por una mezcla de gases ligeros que se suelen encontrar en yacimientos de petróleo,disuelto o asociado con el petróleo (acumulación de plancton marino) o en depósitos de carbón.
Su composición puede variar en función del yacimiento del que se extrae, su principal composición es metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 o 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.
Es menos contaminante en lo que a polución se refiere que el petróleo o carbón pero también afecta a las alteraciones climáticas, es utilizado como combustible tanto en hogares como industrias y se estima que sus reservas se agotaran en unos 60 años.
Actualmente también se está investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.
4. Uranio
Es un elemento químico existente en la tierra, formando la base del combustible nuclear muy utilizado en la industria de defensa y civil. Tiene un poder calorífico muy superior a cualquier otro tipo de energía fósil.
Pero antes de convertirse en calor, frío, luz o movimiento, la energía sufre una ruta de transformación más o menos larga, durante la cual una parte se pierde y la otra que llega al consumidor no siempre está plenamente aprovechada.