ESPECTROS ÓPTICOS Y AUDITIVOObjetivo:•Analizar la naturaleza del espectro electromagnético.•Reconocer los distintos rangos de audición en algunos seres vivos.

DISPERSIÓN CROMÁTICA

La luz solar, que en apariencia no tiene color, es capaz de “producir” muchos colores.

La dispersión cromática, consiste en la descomposición de la luz blanca.

Este fenómeno fue estudiado en profundidad por Isaac Newton, entre los años 1670 y 1672.

Para descomponer la luz utilizaba un prisma. Newton observó que la luz solar, al atravesar

el medio del prisma y refractarse, se descomponía en una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta), la que se conoce hoy como espectro visible.

¿QUIÉN ESTUDIO ESTE FENÓMENO? ¿CÓMO OCURRE?

El fenómeno fue estudiado por Isaac Newton entre los años 1670 y 1672.

Newton observo que la luz solar al atravesar el medio de la prisma y refractarse se descomponía en una franja de colores.

• Espectro visible

EXPERIMENTOS DE ISAAC NEWTON El primero consistía en pasar un rayo de un

solo color por el prisma transparente, notando finalmente que no sufría variaciones.

El segundo consistió en la inversión del espectro, es decir utilizando dos prismas iguales. Primero descompuso la luz y con el segundo volvió a producir luz blanca.

CONCLUSIÓN DEL EXPERIMENTOS DE NEWTON Finalmente Newton llego a

la conclusión de que la luz blanca esta compuesta por colores mezclados.

Además el ojo humano no es capas de distinguirlos hasta que se separan

LA LUZ EMITIDA POR EL ÁTOMO

Como sabemos la luz se produce en el átomo, cuando mayor es el salto de un electrón mayor es la energía que tiene ese “fotón” de luz. Existe una relación entre la energía que trasporta una onda de luz y su frecuencia, la cual se representa por:

E = h.f E = Energía h = Constante de Planck 6,63.10-34 j.s F = Frecuencia de la luz emitida

(Hertz)

IMÁGENES

CONCLUSIÓN

Entre todos podemos concluir que la luz solar o luz blanca esta compuesta por una mezcla de colores que nosotros no podemos ver hasta que se separan, a través de prisma, esta descomposición se conoce como espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir.

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

Objetivo:

Reconocer las distintas aplicaciones tecnologicas en las que están presentes ondas sonoras y electromagneticas

DEFINICION

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética, del conjunto de ondas

electromagnéticas.

Tratándose de un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro, a la

radiación electromagnética que emite o absorbe una sustancia. Dicha radiación sirve para

identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar.

Entre las ondas electromagneticas se incluyen las ondas de radio, las

microondas,radiacion infraroja, la luz visible, los rayos X, los rayos gamma entre

otros.

Los diversos tipos de ondas electromagneticas difieren entre si unicamente por su longitud de

onda y su frecuencia las cuales estan relacionadas por la ecuacion:

ƒ = c / λ“Se cree que el límite para la longitud de onda más

pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del

Universo”

LONGITUD DE ONDALa longitud de onda es la distancia que recorre la onda en el intervalo de tiempo transcurrido, entre dos máximos consecutivos. Esta es inversamente proporcional a la frecuencia, ya que a mayor frecuencia debe ser menor la longitud de onda y asi pasen mas ondas en un segundo.

FRECUENCIAFrecuencia es una medida que se utiliza generalmente para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo. Según el SI (Sistema Internacional), la frecuencia se mide en hercios (Hz). Un hercio es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo.

LONGITUD DE ONDA Y FRECUENCIA EN EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

LONGITUD DE PLANCKLa longitud de Planck (ℓP) es la distancia o escala de longitud por debajo de la cual se

espera que el espacio deje de tener una geometría clásica.

Se calcula a partir de tres constantes fundamentales, la velocidad de la luz, la

constante de Planck y la constante gravitacional. Equivale a la distancia que

recorre un fotón, viajando a la velocidad de la luz, en el tiempo de Planck (unidad de

tiempo considerada como el intervalo temporal más pequeño que puede ser

medido).

RAYOS GAMMALos rayos gamma son una forma de radiación electromagnética con energía extremadamente elevada. La radiación de rayos gamma tiene longitud de onda mucho más corta que la luz visible, por lo que los fotones de rayo gamma tienen muchísima más energía que los fotones de luz.Los rayos gamma se encuentran en el extremo más elevado de energía del campo electromagnéticoLos rayos gamma tienen longitud de ondas de aproximadamente 100 picometros (100 x 10-12 metros) o menores, o energías por fotón de por lo menos 10 keV. Este tipo de onda electromagnética oscila en una frecuencia de 3 exahertz (EHz ó 10^18 hertz) o mayor. Los rayos gamma se producen a causa de transiciones nucleares.

PRESENCIA DE RAYOS GAMMAEs formada por fotones, producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos por la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia.Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos. Los rayos gamma tienen usos médicos, como la realización de tomografías y radioterapias. Pero pueden tener efectos cancerígenos si el ADN es afectado.

RAYOS XEs una radiación invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).Los rayos X surgen de fenómenos extranucleares. Los rayos X son una radiación ionizante porque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga (iones).

CIRUGIA ESPECIAL RAYOS GAMMA

A pesar de las propiedades cancerígenas, los rayos gamma también se utilizan para el

tratamiento de ciertos tipos de cáncer. En el procedimiento llamado cirugía gamma-knife,

múltiples rayos concentrados de rayos gamma son dirigidos hacia células cancerosas. Los rayos

son emitidos desde distintos ángulos para focalizar la radiación en el tumor a la vez que se

minimiza el daño a los tejidos de alrededor.

RAYOS XLos rayos X, que tienen energía un poco menor a la de los rayos gamma, son vecinos de los rayos gamma en el espectro de radiación electromagnético (EM). Los rangos espectrales de los rayos X y los rayos gamma se sobreponen. No existe una marcada diferencia entre la energía más elevada de los rayos-X y la energía más baja de los rayos gamma.La diferencia entre los rayos-X y los rayos gamma se basa en el orígen de radiación, no en la frecuencia o longitud de onda electromagnética.Los rayos-X son resultado de la aceleración de electrones. Los fotones con energías aproximadas entre 10 keV y unos cuantos cientos de keV, pueden ser tanto rayos X duros como rayos gamma.

RADIACION ULTRAVIOLETALos rayos UV son parte del espectro electromagnético, son aquellos que tienen longitudes de onda que van entre 190-400 nanómetros (nm).

Dentro de los rayos UV se reconocen tres regiones espectrales: UV-A (320-400nm), UV-B (280-320nm), UV-C (200-280nm).

Los UV-A, son poco energéticos, y por tanto no son afectados prácticamente en su pasaje por la capa de ozono atmosférica.

Los UV-B, son los que mayores consecuencias sobre la vida tienen, ya que de ellos llega una cantidad que puede resultar perjudicial para los seres vivos.

Los UV-C, por poseer una gran carga energética, son absorbidos completamente antes de llegar a la superficie terrestre.

Los efectos que los rayos UV producen en la salud humana incluyen: daños oculares y de la piel.

PRESENCIA RAYOS UVLas lámparas fluorescentes producen radiación UV a través de la ionización de gas de mercurio a baja presión. Un recubrimiento fosforescente en el interior de los tubos absorbe la radiación UV y la convierte en luz visible. Parte de las longitudes de onda emitidas por el gas de mercurio están en el rango UVC. La exposición sin protección de la piel y ojos a lámparas de mercurio que no tienen un fósforo de conversión es sumamente peligrosa. La luz obtenida de una lámpara de mercurio se encuentra principalmente en longitudes de onda discretas. (Lámparas de xenón, las lámparas de deuterio, las lámparas de mercurio-xenón, las lámparas de haluro metálico y la lámpara halógena).

Las trampas de moscas ultravioleta se usan para eliminar pequeños insectos voladores. Son atraídos a la luz UV para ser eliminados por una descarga eléctrica o atrapados después de tocar la trampa.

La espectrometría UV/VIS (Luz ultravioleta y visible) es usada en química analítica. Láseres como los excímeros y el de nitrógeno (TEA) radian a longitudes de onda cortas, con suficiente energía como para atomizar las muestras y obtener espectros de emisión atómica.

LUZ VISIBLELa luz visible es una pequeña región del espectro

electromagnético cuyas ondas tienen una longitud que va desde los 780 nanómetros de la luz roja a

unos 380 en la violeta. Esta pequeña región del espectro es la luz que

percibe el ojo humano y nos permite ver los objetos.

La luz blanca es el conjunto de todas las longitudes de onda del espectro visible en

proporciones iguales. Cada longitud de onda corresponde a un color diferente.

LUZ VISIBLEEl ojo humano percibe estos colores por la radiación electromagnética con longitud de onda entre 400 y 700 nm, siendo estos los originados en el arco iris.La luz puede usarse para diferentes tipos de comunicaciones. Las ondas de luz pueden modularse y transmitirse a través de fibras ópticas, con su alta frecuencia es capaz de llevar información.Las ondas de luz pueden transmitirse en el espacio libre, usando un haz visible de láser.

RADIACIÓN INFRAROJALos rayos infrarrojos o radiación térmica son un tipo de radiación electromagnética de una longitud de onda superior a la de la luz visible pero más corta que la de las microondas. El nombre de infrarrojo significa por debajo del rojo. El rojo es el color de longitud de onda más larga de la luz visible.

Los infrarrojos son a menudo subdivididos en infrarrojos cortos (0,7-5 µm), infrarrojos medios (5-30 µm) e infrarrojos largos (30-1000 µm). tipos.

Los infrarrojos están asociados al calor debido a que a temperatura normal los objetos emiten espontáneamente radiaciones en el rango de los infrarrojos.

VISION TERMICA

Los infrarrojos se utilizan en los equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz visible es insuficiente para ver los objetos. La radiación se detecta y después se refleja en una pantalla. Los objetos más calientes se convierten en los más luminosos. Un uso muy común es el que hacen los comandos a distancia (telecomandos) que prefieren los infrarrojos a las ondas de radio ya que no interfieren con otras señales electromagnéticas como las señales de televisión. Los infrarrojos también se usan para comunicar a corta distancia los ordenadores con sus periféricos o en mandos a distancia de equipos electrónicos. La luz utilizada en las fibras ópticas es generalmente de infrarrojos.

MICROONDASSe denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado entre 300 MHz y 300 GHz y longitudes de onda entre 1 cm a 100 micrometros.

Su frecuencia es cercana a la frecuencia de resonancia natural de las moleculas de agua que hay en solidos y liquidos. Por este motivo son facilmente absorvidas por las moleculas de agua en alimentos, lo cual conlleva a el calentamiento de los mismos.

Estas ondas se utilizan en numerosos sistemas, como múltiples dispositivos de transmisión de datos, radares y hornos microondas.

ONDAS DE RADIO (RADIOFRECUENCIA)Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética . Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones. Las ondas de radio tienen longitudes que van de tan sólo unos cuantos milímetros, y pueden llegar a ser tan extensas que alcanzan cientos de kilómetros Las ondas de radio oscilan en frecuencias entre unos cuantos kilohertz (kHz) y unos cuantos terahertz (THz or 10^12 hertz)

Varias frecuencias de ondas de radio se usan para la televisión y emisiones de radio como FM (frecuencia modulada) y AM (amplitud modulada), comunicaciones militares, teléfonos celulares, redes inalámbricas de computadoras, y otras numerosas aplicaciones de comunicaciones.

La mayoría de las ondas de radio pasan libremente a través de la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, algunas frecuencias pueden ser reflejadas o absorbidas por las partículas cargadas de la ionosfera.

COMPARACION A ESCALA

DATOS COMPLEMENTARIOS

CONCLUSIÓN De lo anterior se puede llegar a la conclusión de que el

color no es una característica intrínseca objeto, sino que es una sensación o apreciación subjetiva nuestra, como respuesta a la estimulación del ojo y del cerebro por luz en determinadas longitudes de onda.

En la retina del ojo se encuentran dos tipos de células fotorreceptoras llamadas bastones y conos. Los conos, son a su vez de tres clases diferentes, y cada uno de ellos es estimulado respondiendo a los siguientes rangos de longitudes de onda de luz:cono ”rojo”: sensación de rojo (rojo, naranja, amarillo y verde-amarillo). cono ”azul”: sensación de azul (azul y violeta)cono ”verde”: sensación de verde.

La combinación de estas tres diferentes sensaciones da lugar al nacimiento de todos los colores, de modo que según la Teoría Tricromática todo color es en realidad una mezcla de luz en las longitudes de onda del rojo, azul y verde reflejada por algún objeto.