TEMA 12 La luz y el sonido

1.¿Qué es una onda?
Una onda es una forma de propagación de energía de un punto a otro del espacio,que no va acompañada de un desplazamiento de materia.
Las partes más altas de la ondulación se llaman crestas,y las más bajas,valles.La serie de crestas y valles se denomina onda.
Las ondas se definen por dos caractéristicas principales:

• Frecuencia.Número de oscilaciones de la partícula por segundo.Su unidad en el SI es el hercio (Hz).
• Longitud de onda.Distancia que existe entre dos crestas.Las ondas con poca longitud de onda son muy energéticas,las de longitud de onda mayor son de menor energía.Su unidad en el SI es el metro(m).

La luz y el sonido como ondas 
No todas las ondas se propagan de la misma manera ni a la misma velocidad.Algunas pueden ser detectadas por nuestros sentidos,como las ondas sonoras y las luminosas,y otras,no.

2.Los objetos como fuentes secundarias de luz
Los cuerpos que emiten luz se denominan fuentes luminosas y pueden ser de dos tipos:

• Naturales,como el Sol y las demás estrellas.
• Artificiales,como las bombillas,las velas encendidas o las linternas.

Algunos cuerpos se convierten en emisores secundarios de luz porque absorben parte de la luz que les llega,por lo tanto solo podemos verlos cuando están iluminados y reflejan parte de la luz que les llega.

Todos los cuerpos absorben parte de la luz que reciben y reflejan otra parte.

Comportamiento de los cuerpos frente a la luz
Según su capacidad de absorción,los cuerpos pueden ser:

• Transparentes 
• Translúcidos 
• Opacos

3.La luz se propaga en línea recta
Cada una de las direcciones en que la luz se propaga a partir de un foco luminoso se llama rayo luminoso.Al conjunto de rayos luminosos se le denomina haz de luz.

Velocidad de la luz
La velocidad de la luz depende del medio en el que se propague.En el vacío y en el aire ,la velocidad de la luz es similar y alcanza unos 300.000km/s.Debido a esta velocidad de propagación,al encender un foco luminoso nos parece percibir instantáneamente la luz que emite.
4.Las sombras y los eclipses
Cuando un objeto opaco se interpone en un rayo de luz,detrás de él se crea una silueta oscura,denominada sombra.
A la zona de penumbra llegan solamente algunos rayos de luz,por lo que aparece parcialmente iluminada.

Eclipses
Un eclipse se produce cuando un astro se oculta parcial o totalmente,porque se interpone otro que impide su visión.Para que se produzca un eclipse,tres astros tienen que disponerse en línea recta.
Los eclipses pueden ser:

• Parciales.Si solo se oculta una parte del astro.
• Totales.Si queda oculto el astro
• Anulares.Se ve un anillo del astro ocultado.

En nuestro planeta se pueden observar dos tipos de eclipses:

• Eclipse de Sol.
• Eclipse de Luna.

5.La reflexión de la luz
Cuando los rayos del Sol no pueden atravesar,salen desviados,es decir,se reflejan.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al chocar contra la superficie de un cuerpo.
Se denomina rayo incidente al que llega a la superficie,y rayo reflejado al que sale rebotado después de reflejarse.
Espejos
Un espejo es un cuerpo opaco,con una superficie lisa y pulimentada,capaz de reflejar total y regularmente la luz que recibe.
Existen dos tipos de espejos:

• Espejos planos.Son superficies planas.
• Espejos curvos.Son superficies curvas.Producen imágenes distorsionadas de forma y tamaño diferentes a las del objeto real que reflejan.Hay dos tipos de espejos curvos:

            -Espejos cóncavos,como la parte interna de una cuchara o de una esfera pulimentada.La imagen que      
              la imagen que observamos en ellos depende de la distancia a la que se encuentre el objeto del
              espejo.
            -Espejos convexos,como la parte externa de una cuchara o de una esfera pulimentada.
        
6.La refracción de la luz
Es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al pasar de un medio a otro en el que su velocidad es distinta.            
Lentes
Cada tipo de lente provoca una refracción distinta.Hay lentes que concentran los rayos de luz y otros que los dispersan.Según esto,podemos clasificarlas en dos tipos:

• Lentes convergentes.Tienen mayor grosor en el centro que en los  extremos.Hacen que los rayos de luz se concentren en un punto,que se denomina foco.
• Lentes divirgentes.Son más gruesas en los extremos que en el centro.Hacen que los rayos de luz se separen.

7.La descomposición de la luz
Cuando la luz blanca se descompone,se produce n diferentes luuces de colores que configuran el espectro visible,constituidop por:el violeta,el añil,el azul,el verde,el amarillo,el naranja y el rojo
La radiación con una longitud de onda superior al rojo se denomina infrarroja,y la que tiene una longitud de onda menor que el violeta se llama ultravioleta.

8.El color de los cuerpos 
El color de los objetos se debe a la forma en que estos reflejan y absorben la luz blanca.
Dos tipos de colores

• Colores de luz.

  Mezcla de colores luz

• Colores pigmento.

 Mezcla de colores pigmento
   
9.La percepción de la luz.El ojo
El ojo es el órgano en el que reside el sentido de la vista.Tiene la capacidad de captar la energía luminosa.

10.El sonido

• El sonido necesita un medio para propagarse.
• El sonido se propaga en todas las direcciones
• El sonido transporta energía,pero no materia,al propagarse.

Velocidad de propagación del sonido 
La velocidad de propagación del sonido depende del medio en el que se transmita,ya que esta velocidad depende de la facilidad con que las partículas que forman cada medio transmitan la vibración de unas u otras.

11.Las cualidades del sonido

• INTENSIDAD
• TONO
• TIMBRE

Eco y reverberación
La reflexión del sonido es la causa de dos fenómenos:el eco y la reverberación.
La repetición del sonido directo al reflejarse en un obstáculo se le denomina eco.
Cuando el obstáculo está a menos de 17 metos,el sonido reflejado no se distingue claramente del directo,sino que se mezclan y se confunden.Este efecto se denomina reverberación.
12.La percepción del sonido.El oído
Cuando una onda sonora llega a la oreja,pasa por el conducto auditivo externo y alcanza el tímpano.Esta vibración se transmite a la cadena de huesecillos o martillo y de estos al oido interno o clóquea,desde allí pasa al nervio auditivo en forma de impulsos nerviosos.Los nervios auditivos llevan la información al cerebro,donde se produce la sensación de audición.
Las ondas por debajo de los 20Hz se denominan infrasonidos,y las que están por encima de 20.000 Hz,ultrasonidos.

TEMA 11 El calor y la temperatura

1.Conceptos de calor y temperatura
Calor y temperatura son dos términos que,muchas veces,tendemos a confundir.Así,hablamos de calor,cuando queremos referirnos a la temperatura,y decimos que es un cuerpo tiene calor,cuando lo correcto es decir que se encuentra a una determinada temperatura.

Entonces,¿qué es el calor?
Es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro,cuando están en contacto y a diferente temperatura.

El calor es energía térmica que pasa de un cuerpo a otro.

Si ambas temperaturas se igualan,entonces se alcanza el equilibrio térmico.

Medida del calor.
En el sistema internacional,la unidad de medida del calor es el Julio(J).Sin embargo,frecuentemente se utiliza la caloría(cal)como unidad de medida del calor.Un julio equivale a 0,24 calorías.
1j = 0,24 cal
Temperaturas y energía interna
La agitación térmica es un movimiento de partículas(átomos y moléculas)que se mueven constantemente de forma desordenada con mayor o menor intensidad.La suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo se llama energía interna.
La temperatura de un cuerpo mide la cantidad de energía que posee.
¿A qué llamamos caliente y frío?
En un mismo ambiente,diferentes personas pueden experimentar sensaciones térmicas distintas,ya que las nociones de caliente y frío dependen de las sensaciones que nos proporcionan nuestros sentidos.
Si introducimos durante unos minutos la mano izquierda en el recipiente de agua más fría, y la derecha en el agua más caliente y luego ponemos las manos en el recipiente del centro,notaremos el agua más  caliente en la mano izquierda que con la mano derecha,porque la sensación térmica depende de las condiciones en las que se encontraba cada mano anteriormente.
2.Los efectos del calor sobre los cuerpos


Dilatación y contracción
La dilatación es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo cuando recibe energía en forma de calor.

La dilatación puede ser causa de grandes cambios en los cuerpos.Por ejemplo,la dilatación de un puente puede hacer que aumente varios centímetros de longitud.Para evitar que este tipo de variaciones afecten a su  funcionalidad,se dejan separaciones en diferentes partes del puente, que se llaman juntas de dilatación.
SÓLIDOS
LÍQUIDOS
GASES
Cambios de estado
Si una sustancia modifica el estado de sólido,líquido o gaseoso,se produce un cambio de estado.

Un cambio de estado es una modificación en la forma en que se disponen las partículas que constituyen una sustancia.
El estado en que se encuentre un cuerpo depende de la presión a la que está sometido y de su temperatura.Para cambiar su estado se debe modificar alguna de estas variables,o ambas.

Los cambios pueden ser:

• Progresivos.Si se producen suministrando calor a un cuerpo,como la fusión, la vaporización y la sublimación.
• Regresivos.Si se realizan con desprendimiento de calor por el cuerpo,como la condensación,la solidificación y la sublimación regresiva.

Al elevar la temperatura de una sustancia sólida,aumenta la agitación de sus partículas.

1. Fusión
2. Vaporización
3. Condensación
4. Solidificación
5. Sublimación
6. Sublimación regresiva.                                                                                                                     

Temperaturas de fusión y de ebullición
Mientras tiene lugar un cambio de estado,la temperatura del cuerpo no varía,aunque estemos aportando o quitando calor.Esta energía se aplica en deshacer o formar las uniones entre las partículas para pasar al nuevo estado.
La temperatura a la que una sustancia sólida se funde, y pasa al estado líquido, se llama temperatura de fusión.
La temperatura a la que una sustancia hierve,y pasa del estado líquido al gaseoso,se denomina temperatura de ebullición.
Ambas temperatura con características de cada sustancia.
3.La medida de la temperatura
La temperatura se puede medir utilizando diferentes escalas termométricas.La graduación de estas escalas se realiza a partir de unos puntos de referencia que son constantes.
Existen tres escalas termométricas,que utilizan diferentes puntos de referencia:
Escala Celsius (ºC)
Es la escala más utilizada en la mayor parte de los países.Mide la temperatura en grados Celsius(ºC).

Se trata de una escala centígrada,ya que se establecen 100 divisiones entre los puntos de referencia.
Las temperaturas inferiores a cero grados se designan con números negativos y se llaman temperatura bajo cero.
Escala Fahrenheit (ºC)
En esta escala, la temperatura se mide en grados Fahrenheit (ºF).
TF = TC 9/5 + 32                                                   Tc = 5 x (TF - 32)/9

Escala absoluta o Kelvin (K)
Es la escala más empleada en el ámbito científico.
Es la unidad de temperatura en el Sistema Internacional.Para transformar los ºC en K,o viceversa,se utilizan las siguientes relaciones:
                            
                                         TK = TC + 273                         TC  =  TK - 273

4.El termómetro
Para medir la temperatura se utiliza el termómetro.
Termómetro de mercurio
El mercurio es un material líquido a temperatura ambiente,que conduce bien el calor.Hierve a 357ºC y funde a -39 ºC.
Un termómetro de mercurio consta de un depósito que contiene el metal líquido,y de un tubo de vidrio de paredes delgadas por el que se desplaza el metal al variar la temperatura.

5.La propagación del calor
El calor puede pasar de un cuerpo a otro,o transmitirse de un punto a otro dentro de un mismo cuerpo,de tres formas distintas:
Conducción
La conducción es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor a través de los sólidos.
Convección 
La convección es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor en los fluidos,como los líquidos y los gases.

Radiación
La radiación es el mecanismo de transmisión de calor que ocurre sin que participe un medio material.

6.Conductores y aislantes
La distinta capacidad de las sustancias para conducir el calor permite distinguir dos tipos de materiales:

Conductores térmicos
Son materiales que conducen bien el calor de un punto a otro.En general,todos los metales,como el oro,la plata,el hierro,etc.,son buenos conductores del calor.

Aislantes térmicos
Son materiales que no conducen bien el calor.Suelen ser porosos o fibrosos,con aire en su interior,como la madera o el plástico.
El aire es un buen aislante.

7.La piel como órgano de percepción del calor
Los receptores encargados de detectar cambios súbitos de temperatura,tanto de bajada como de aumento de esta,se denomina termorreceptores.
Existen dos tipos de termorreceptores:

• Los corpúsculos de Ruffini.Detectan sensaciones de calor.Se hallan en la zona profunda de la piel y son estimulados por temperaturas superiores a la piel.Abundan en la cara.
• Los corpúsculos de Krause.Detectan sensaciones de frío.Son más superficiales y abundantes que los de Ruffini,ya que hay unos 260 000 extendidos por todo el cuerpo,por ello las personas somos más sensibles al frío que al calor.Abundan en la espalda,una de las zonas más sensibles al frío.

Ciencias naturales 2º ESO