domingo, 23 de noviembre de 2014


ONDAS SÌSMICAS

La Tierra y cualquier otro planeta son como objetos elásticos que permiten que se propaguen las ondas.

En la corteza terrestre se dan de manera muy constante unas vibraciones de baja amplitud, llamadas microsismos.
Los sismos pueden ser ocasionados por:

1.- El hundimiento de grandes cavidades subterráneas.
2.- La obstrucción de los conductos por los que salen los vapores volcánicos, ya que el vapor al no poder salir interactúa con el vapor condensado.
3.- La separación de una roca que llega a su límite elástico y choca con la corteza terrestre por encontrarse cerca de ella.
4.- Cuando se da un nuevo equilibrio isostático.
Los sismos más numerosos son los tectónicos que se originan por fallas de la corteza terrestre.
Los lugares donde hay más sismicidad en el mundo son República de Chile y Japón.
El lugar en la corteza donde se origina el sismo se la llama hipocentro, y el lugar que se encuentra a la vertical de éste se le llama epicentro.
Los principales tipos de ondas sísmicas son:
Ondas Internas
Son las que viajan por las capas internas de la tierra y se dividen en dos:
·         Ondas P: También llamadas ondas primarias que son las que se mueven con mayor rapidez. Su movimiento provoca que las rocas se muevan hacia adelante y hacia atrás en su lugar. Se pueden mover a través de los sólidos, líquidos o gases.
·         Ondas S: Son las ondas secundarias que no pueden viajar rápidamente como la ondas P. Su movimiento hace que las rocas se muevan de un lado a otro, ya que es perpendicular a la dirección de la onda. No se pueden mover a través de los líquidos.
Ondas Superficiales
Son las ondas que solo se pueden mover en la superficie de la tierra. También se dividen en dos:
·         Ondas Love: Son llamadas así por el matemático A.E.Love. Éstas ondas sacuden la tierra de un lado a otro y son muy destructivas, ya que son las que generalmente derrumban los edificios.
·         Ondas de Rayleigh: Son llamadas así por el Lord Rayleigh. Éstas ondas mueven al terreno de arriba abajo o de un lado a otro, ya que lo hacen en la misma dirección en que se mueve la onda.

Velocidad de propagación de las ondas sísmicas
·         Ondas P: De 7.5 a 14 km/s
·         Ondas S: De 4 a 7.5 km/s
·         Ondas L: 4 km/s

¿Cómo se miden las ondas sísmicas?
Las ondas sísmicas se miden de acuerdo a su intensidad o magnitud. Para ello existen dos escalas muy comunes:
1.- Escala RICHTER  (magnitud=causa)
Es una escala que lleva ése nombre en honor al sismólogo Charles Richter. Ésta escala mide la magnitud de un sismo, el cual va a tener un valor único o grado Richter. Se basa en una variación de factor 10 cada que se amplía el movimiento.
2.- Escala MERCALL  (intensidad=efecto)
El nombre se debe al vulcanólogo Giuseppe Mercalli. Ésta escala mide la intensidad de un sismo, la cual es la violencia que se siente durante él. Percibe los movimientos telúricos en cada punto específico de la tierra.

Consecuencias de un sismo
Los efectos que tienen los sismos varían de acuerdo a la intensidad que tengan.
Veamos los niveles de intensidad y sus respectivas consecuencias.
1.- Muy débil
Es percibido por muy pocas personas en condiciones de reposo o silencio.
2.- Débil
Es percibido por muy pocas personas que se ubican en pisos altos de edificios.
3.- Leve
Se puede percibir en el interior de las casas, pero su movimiento se confunde con el paso de un vehículo.
4.- Moderado
Los objetos que están colgados se mueven y se percibe  más dentro de las casas que afuera.
5.- Poco fuerte
Ya es percibido en el exterior, además de que los objetos mal puestos se caen.
6.- Fuerte
Ya es percibido por todas las personas. Se llegan a quebrar vidrios de ventanas y objetos frágiles. Se puede observar el movimiento de los árboles.
7.- Muy fuerte
Es difícil mantenerse de pie. Se observa el movimiento de los árboles. Pueden caerse los ladrillos de albañilería mal construida.
8.- Destructivo
Produce daños en construcciones e incluso puede derrumbar algunas. Las chimeneas, torres o monumentos se caen.
9.- Ruinoso
Se pueden derrumbar las buenas construcciones y dañar las cañerías subterráneas.
10.- Desastroso
Las construcciones y puentes se destruyen. Los rieles del ferrocarril se deforman.
11.- Muy desastroso
Son pocas las construcciones que quedan en pie. Las cañerías quedan definitivamente fuera de servicio.
12.- Catastrófico
Se desplazan grandes masas de rocas. Los objetos saltan al aire.

Ondas luminosas para la medición entre galaxias
En el año de 1929 el astrónomo E. Hubble dijo que el universo se expande de tal manera que las galaxias se alejan a una velocidad que es proporcional a la distancia. Si el brillo de la galaxia es débil su velocidad de alejamiento es mayor.
Para conocer la velocidad de una galaxia se debe conocer su espectro.
La luz se descompone en 7 colores y cada color del espectro tiene un diferente valor de frecuencia, pero los colores extremos son el azul y el rojo.
Todos los cuerpos celestes emiten luz y cuando se acercan se reduce su longitud de onda, aumentando su frecuencia, por lo que el color azul se vuelve más intenso.
Si el color es azul significa que el cuerpo celeste o galaxia se está acercando. A esto se le llama “Desplazamiento hacia el azul”.
Pero si el azul se vuelve más bajo y se intensifica el color rojo, los máximos y mínimos de onda se alejan entre sí estirándola.
Si el color es rojo significa que el cuerpo celeste o galaxia se está alejando. A esto se le llama “Corrimiento hacia el rojo”.
Para detectar éstos desplazamientos se utiliza un espectrómetro, el cual permite saber más acerca de la expansión del universo.
Ejemplo:
La galaxia Andrómeda es la más cercana a la nuestra, y está comprobado por los astrónomos que cada vez se acerca más a nosotros pues su espectro tiene un corrimiento al azul. Dentro de millones de años la galaxia Andrómeda chocará con la nuestra.

Cualidades del sonido en la música
En la música se pueden distinguir los sonidos gracias a:
·         Altura: es lo que determina que tan agudo o grave suena.
·         Duración: es lo que perdura en la música durante cierto tiempo.
·         Intensidad: puede ser fuerte o débil de acuerdo a un sonido.
·         Timbre: es la sonoridad de un sonido en la música, como la distinción entre dos cuerdas.
Altura en la música
Se debe a la frecuencia que emite un sonido en la música. Mientras más frecuencia, el sonido es más agudo, y mientras menos frecuencia el sonido es más grave.
Las escalas musicales
Para que el sonido pueda convertirse en obra musical éste debe tener un orden al que se le llama escala musical.
La escala musical es una serie de notas ordenadas de forma ascendente o descendente.
Hay tres escalas musicales.
Escala diatónica.
Éstas escalas tiene como intervalos a los semitonos y a los tonos completos.
Escala cromática
Tiene 12 notas en una octava separadas por un semitono.
Escala temperada
El intervalo entre dos notas consecutivas es siempre el mismo.
Intervalos musicales
El intervalo es la diferencia de tono entre dos notas, indicando la relación entre una nota y otra.
El intervalo más pequeño es el semitono.
El siguiente es el tono, que equivale a dos semitonos.
Los intervalos más largos son el segundo, tercero, cuarto, quinto, sexto, séptimo y octavo.
Los intervalos perfectos son quinta, cuarta y octava, ya que a partir de ellos se obtiene el resto de las notas de la escala musical.


BIBLIOGRAFÍA

·         Pérez Montiel, Héctor. Física General. Ed. Patria. Págs.306-307 



domingo, 16 de noviembre de 2014

ÓPTICA


ÓPTICA



La óptica es la parte de la física que se encarga de estudiar el comportamiento de la luz.
¿POR QUÉ SE PRODUCE LA LUZ?
Los átomos tienen electrones girando en órbitas alrededor del núcleo. Cada electrón puede pasar de una órbita a otra. Cuando el átomo recibe calor, se excita, y sus electrones saltan a órbitas más lejanas del núcleo. Como éstos electrones están equivocados de su órbita vuelven rápido a la suya, y la energía que recibieron la devuelven en forma de calor.
LA LUZ Y LOS CUERPOS
Existen cuerpos luminosos y cuerpos iluminados:
CUERPOS LUMINOSOS E ILUMINADOS

Cuerpos
Características
Luminosos
Son aquellos cuerpos que emiten su propia luz, como el sol.
Iluminados
Son aquellos que reflejan la luz que reciben. Hay tres tipos:
·         Transparentes: dejan pasar la luz, como el vidrio.
·         Translúcidos: dejan pasar algunos rayos de la luz, como el acrílico de mampara.
·         Opacos: no permiten el paso de la luz, como la madera.

ESPECTRO DE LUZ BLANCA
También llamado espectro visible de luz es un espectro de radiación electromagnética.
Cuando nosotros estamos viendo un objeto es porque éste está siendo iluminado por una luz visible.
Pero el hecho de distinguir los colores que tiene cada cosa se debe a la longitud de onda que estamos recibiendo.
Ahora veamos de acuerdo a la longitud de onda el color que vemos:
625-740: Rojo
590-625: Naranja
565-590: Amarillo
520-565: Verde
500-520: Añil
435-500: Azul
380-435: Violeta

LOS ESPEJOS

Un espejo es una superficie que refleja la luz en su totalidad.
Las imágenes son formaciones que los cuerpos producen en los espejos. Éstas imágenes se dividen en dos clases:
·         Imagen real: es la que se forma por los mismos rayos luminosos.
·         Imagen virtual: es la que se forma por la prolongación de los rayos.
Aunque los espejos también se dividen en dos clases:
Planos
En donde la imagen reflejada es del mismo tamaño que la real.
Esféricos
Se divide en dos tipos:
1.- Cóncavos: la imagen puede ser real o virtual, derecha y aumentada.
2.- Convexos: la imagen es virtual, derecha y de menor tamaño.

LAS LENTES

“Las lentes son cuerpos transparentes limitados por dos superficies esféricas o por una esférica y una plana”. (Tomado de “Física General”, Héctor Pérez Montiel, pág.552).
Las lentes se utilizan para desviar los rayos luminosos, basándose en las leyes de refracción.
Las lentes tienen mucha importancia, pues se usan para corregir defectos en la visión humana, construir lupas y binoculares.
Hay dos tipos de lentes:
·         Divergentes: Tienden a separar los rayos que las atraviesan. Estos tipos de lentes son más espesos en los extremos que en el centro, por lo que desvían los rayos hacia el exterior, alejándolos del eje óptico de la lente.

·         Convergentes: Estos tipos de lentes son más gruesos en el centro que en los bordes. Las lentes convergentes unen los rayos que las atraviesan.


LEYES DE LA REFLEXIÓN DE LA LUZ

Cuando la luz llega a tocar en la superficie de un cuerpo ésta se refleja total o parcialmente.
Las leyes de reflexión fueron propuestas por Descartes y son:
1.- El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en un mismo plano.
2.- El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.

LEYES DE REFRACCIÓN

Primera Ley
El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en un mismo plano.
Segunda Ley
Para cada par de sustancias transparentes, la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción, tienen un valor constante que recibe el nombre de índice de refracción.

BIBLIOGRAFÍA
·         Butto Nora, “Enciclopedia Temática Siglo XXI”, Cultural S.A., Madrid-España.

·         Pérez Montiel, Héctor, “Física General”, págs. 541-558

sábado, 8 de noviembre de 2014

LA ACÚSTICA

ACÚSTICA
La acústica es una de las partes de la física que se encarga de estudiar el sonido, el ultrasonido y el ultrasonido, pues son ondas mecánicas que se propagan a través de la materia.

Fenómenos acústicos

Los fenómenos acústicos son el resultado de algunos efectos que provoca el sonido.
·         Reflexión.
Es un fenómeno que se presenta cuando las ondas sonoras chocan con una pared dura y se reflejan.
·         Eco.
El eco deriva de la reflexión pues se origina cuando se repite un sonido reflejado.
Para que se pueda apreciar claramente éste fenómeno debe existir una distancia mínima de 17m entre el oyente y la pared donde se reflejan las ondas.
Se necesita una distancia mínima de 17m para oír el sonido original y el reflejado, ya que el oído requiere de 0.1 segundos para distinguir dos sonidos distintos.
·         Resonancia.
Tiene lugar cuando la vibración de un cuerpo logra hacer vibrar a otro con la misma frecuencia.
La resonancia se aplica en las cajas de resonancia que sirvan para aumentar la intensidad del sonido original.
·         Reverberación.
Es una prolongación del sonido, pues se produce si después de escucharse el sonido original éste continúa dentro del lugar como resultado del eco.
Éste fenómeno ocasiona que no se distingan claramente los sonidos emitidos por instrumentos musicales o voces.
¿Cuál es la diferencia entre el eco y la reverberación?

Como ya se había mencionado, el ser humano puede distinguir dos sonidos distintos en 0.1 segundos, así que si el retardo del reflejo de una onda es mayor a 0.1 segundos es eco. Pero si el retardo es menor a 0.1 segundos es reverberación.

Sonido

Para poder entender bien éste tema, primero debemos analizar ¿qué es el sonido?
El sonido es un tipo de onda que se propaga en un medio material.
Se produce cuando un cuerpo vibra. A éstos cuerpos que son los que originan el sonido cuando vibran se les llama fuente de sonido.
Una de las principales características del sonido es que es una onda tridimensional, pues se transmite en todas las direcciones.
Para que las personas podamos percibir el sonido, éste debe tener una frecuencia entre los 20 y 20,000 Hertz.
Recordemos que la frecuencia es el número de vibraciones que se producen en 1 segundo.
El sonido siempre va a necesitar de un medio para poder propagarse.
El principal medio para que el sonido se propague es el aire, el cual es un gas; no obstante, también lo puede hacer en los líquidos y en los sólidos.
El sonido nunca se va a propagar por el vacío, pues siempre va a necesitar de un medio para hacerlo y en el vacío no existe ningún material que transmita la vibración.




Cualidades del sonido

·         Intensidad.
Es una cualidad que indica si el sonido es fuerte o débil. La intensidad de un sonido va a depender de:
1.- Amplitud de onda: si ésta aumenta la intensidad también.
2.- Distancia: va a ser la distancia entre la fuente sonora y el oyente, pues a menor distancia mayor intensidad.
3.- Superficie: si la superficie o fuente es grande la intensidad también lo será.
“La intensidad de un sonido expresa la cantidad de energía acústica que en un segundo para a través de una superficie de un centímetro cuadrado, perpendicular a la dirección en la cual se propaga la onda”. (Tomado de “Física General”, Héctor Pérez Montiel, pág. 304).
NIVELES DE INTENSIDAD DEL SONIDO EN DECIBELES
Sonido
Nivel de intensidad en dB
Umbral de audición       
0
Murmullo
20
Conversación común
60
Calle con tránsito
85
Sirena de ambulancia
110
Umbral del dolor
120
(Tomado de “Física General”, Héctor Pérez Montiel, pág. 304).
·         Tono
Ésta cualidad va a depender de la frecuencia con la que vibra la fuente sonora, ya que a mayor frecuencia el sonido es más alto, y a menor frecuencia el sonido es más bajo.



·         Timbre
Es la cualidad que nos permite reconocer o identificar la fuente sonora, es decir, distinguir qué cuerpo está originando las vibraciones.
Ésta identificación se logra porque el tono fundamental siempre va acompañado de sobre tonos.


Velocidad de propagación del sonido
La velocidad en que se propague el sonido va a depender del medio que utilice para hacerlo.
Otro factor que interviene es la temperatura del medio. El aumento de la temperatura provoca un aumento de la frecuencia, lo que conlleva a un aumento de en la velocidad.
La principal característica que debe tener el medio para intervenir en la velocidad de propagación es su elasticidad.
La velocidad del sonido es mayor en los sólidos, después en los líquidos y por último en los gases, ya que entre más sólida sea la materia, su grado de cohesión es más alto, lo que facilita la propagación del sonido.
A continuación se presenta la velocidad del sonido de acuerdo al medio y a la temperatura.
MEDIO
TEMPERATURA (C°)
VELOCIDAD (m/s)
Aire
0
331,46
Argón
0
319
Bióxido de Carbono
0
260,3
Hidrógeno
0
1286
Helio
0
970
Nitrógeno
0
333,64
Oxigeno
0
314,84
Agua destilada
20
1484
Agua de mar
15
1509,7
Mercurio
20
1451
Aluminio
17-25
6400
Vidrio
17-25
5260
Oro
17-25
3240
Hierro
17-25
5930
Plomo
17-25
2400
Plata
17-25
3700
Acero inoxidable
17-25
5740
( Tomado de http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema4/tema4.htm)

Efecto Doppler

Es un fenómeno físico donde hay un cambio de frecuencia de una onda producida por la relación entre el observador y el movimiento de la fuente sonora.
Éste fenómeno lleva el nombre de su descubierto Christian Andreas Doppler.
Tiene lugar en el cambio de sonidos, el cual se debe a que entre más se acerca la fuente sonora al observador, las ondas se desplazan y alcanzan a las que están delante de ellas, provocando que la distancia disminuya, lo que origina un sonido cada vez más alto.
Pero si la fuente sonora se aleja del observador la distancia aumenta y disminuye la frecuencia, lo que origina un sonido cada vez más bajo.


A hora que hemos analizado estos conceptos vamos a ver algunos ejemplos en la vida cotidiana para su mejor comprensión.
1.-Eco: cuando estamos en un cuarto grande y solo escuchamos nuestra voz repetida.
2.-Sonido: el sonido es una onda tridimensional, pues si ponemos música en una habitación se escuchará en todos los rincones del cuarto.
3.-Intensidad del sonido: si nos ponemos exactamente junto a una bocina la intensidad del sonido es más alta a que si estamos a 1m de distancia.
4.-Timbre: reconocer las voces o qué sonidos produce cada uno de los instrumentos musicales.
5.-Efecto Doppler: cuando pasa una ambulancia junto a nosotros. Mientras más se acerca el sonido es más fuerte, y cuando se va alejando el sonido va disminuyendo.




BIBLIOGRAFÍA
·         Pérez Montiel, Héctor. Física General. Editorial Patria. Págs. 302-306
http://sonidosconelia.blogspot.mx/2010/03/eco-y-reverberacion.html


“La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia.”
“Dada la variedad de situaciones donde el sonido es de gran importancia, son muchas las áreas de interés para su estudio: voz, música, grabación y reproducción de sonido, telefonía, refuerzo acústico, audiología, acústica arquitectónica, control de ruido, acústica submarina, aplicaciones médicas, entre otras.”

La acústica
la voz 
música
grabación