FICHA nº MATERIA: ONDAS LUMINOSAS 1 FECHA: CURSO: 2º
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FICHA nº MATERIA: ONDAS LUMINOSAS 1 CURSO: 2º ESO C ALUMNO/A: FECHA: NOTA: Otra energía en forma ondas que alcanza nuestro cuerpo, es la luz. 1. ¿Qué diferencia existe entre las ondas sonoras y las luminosas? Aquellas necesitaban un soporte material para alcanzar nuestro oído (el aire, el agua etc.), así por ejemplo en la luna no podríamos escuchar ningún sonido mientras que sí podríamos ver, porque las ondas luminosas no necesitan un soporte material, son ondas denominadas electromagnéticas. A diferencia de las sonoras, el sentido de la propagación es perpendicular al de la vibración (onda transversal). 1a.Frecuencia de la luz Hemos visto que los sonidos captados por el oído humano tenían frecuencias entre los 20 y los 20000Hz, mientras que las frecuencias de las ondas luminosas captadas por el ojo humano son muy grandes, entre 3-7.1014Hz, lo que se denomina espectro visible, que abarca colores desde el rojo hasta el violeta. 1b.Velocidad de la luz La luz se propaga en línea recta, por lo general en todas las direcciones tal como el sonido. La velocidad de las ondas sonoras estaba entre los 300 y los 20000m/s mientras que las ondas luminosas viajan a 300000000m/s por el aire o sea casi un millón de veces más rápidas que las sonoras, por eso cuando se compara lo que se ve con lo que se oye, se suele considerar lo primero como instantáneo como ocurre con el relámpago y el trueno. Sin embargo cuando lo hace en el agua, a diferencia del sonido, su velocidad disminuye hasta los 225000000m/s y en el vidrio todavía es menor. Se propaga en dirección recta, y el sentido en el que se propaga forma el rayo luminoso. 1c. Composición de la luz. La luz del sol es blanca o compuesta por eso se puede dispersar cuando pasa por agua, produciéndose el arco iris, con sus diferentes colores desde el rojo (menor frecuencia. 4.1014 Hz) al violeta (mayor frecuencia.7.1014Hz). Por encima y por debajo de estas frecuencias el ojo humano no puede captar la energía de estas ondas y transformarla en impulsos nerviosos, para que el cerebro los traduzca en imágenes. Por eso estamos ciegos para las radiaciones infrarrojas y ultravioletas que nos están llegando de forma continuada del sol. ACTIVIDAD 1 Rellena la tabla de diferencia entre las ondas sonoras y las luminosas Característica tipo de onda frecuencia (Hz) velocidad(m/s) medio de transporte Sonido Luz ACTIVIDAD 2. 1. Muchas veces habrás oído hablar un año luz, que es una unidad de longitud astronómica, basada en el espacio recorrido por la luz en un año. ¿Qué longitud sería en metros? 2. ¿Por qué se producen las ondas luminosas? Cuando quemas una sustancia, arde una cerilla, enciendes un mechero y se forma la llama, sientes calor al aproximarte a ella, y ves la luz que produce. Por que la energía calorífica y la luminosa están íntimamente ligadas al tener muchas veces un origen común. El cuerpo humano a 37ºC al ceder energía al exterior, emite ondas luminosas con una frecuencia que el ojo humano no capta, menor que la del color rojo (infrarrojo), pero que pueden ser captadas por dispositivos especiales (gafas de visión nocturna). Si la temperatura es mayor (por encima de 1000ºC), energía transmitida es mayor, también lo es la frecuencia de la radiación, y ya podemos captarlas como es el caso de las llamas, o en el de las bombillas normales. En el sol, como se verá mas tarde, se produce una reacción entre los núcleos de los átomos que lo forman, que desprende gran cantidad de energía que trasmitida en forma de ondas electromagnéticas nos llega a través del espacio. Solo una porción muy pequeña de ellas son captadas por nuestra vista, es lo que se denomina espectro visible. La que más te calienta cuando te pones al sol es la infrarroja IR (horas de insolación de 12 a 18), la que te pone mas moreno/a es la ultravioleta (UV) que actúa antes de las 12 y después de las 6 de la tarde. La atmósfera absorbe especialmente la radiación infrarroja, cuando los rayos caen mas inclinados. ACTIVIDAD 3 1. ¿Por qué si se quiere poner moreno hay que ir a la playa antes de la 12 o después de las 6 de la tarde? FICHA nº MATERIA: ONDAS LUMINOSAS 1 CURSO: 2º ESO C ALUMNO/A: FECHA: NOTA: 3. Propiedades de las ondas luminosas Las ondas luminosas, se reflejan al llegar a un obstáculo. Producen sombras y penumbras, origen de los eclipses. Cambian de dirección al pasar del aire al agua, o a un cristal (refracción). Se descomponen si tienen diferentes frecuencias (difracción). Las que mas nos importan en el nivel del uso que hacemos diariamente, son la reflexión; fundamento de los espejos, y la refracción que es la base de las gafas y otros instrumentos ópticos. ACTIVIDAD 4. Observa la figura e indica la diferencia entre sobre y penumbra 4. Reflexión de la luz. Espejos Cuando una onda luminosa llega a una superficie no absorbente sino reflectante, rebota con la misma inclinación con la que llegó. Si la superficie es irregular también se produce una difusión de la luz El ángulo que forma el rayo luminoso con la normal N a superficie del medio reflectante se denomina ángulo IMAGEN la de incidencia i. El que forma el rayo reflejado con N, se denomina ángulo de reflexión r. Ambos ángulos deben ser iguales. Si el espejo es plano la imagen formada debe ser simétrica al objeto, como se ve en el dibujo ESPEJO OBJETO ACTIVIDAD 5. En la foto adjunta, comprueba midiendo las distancias en el papel milimetrado, que la imagen formada en el espejo plano es simétrica del objeto IMAGEN: OBJETO: Los espejos cóncavos o convexos, deforman las imágenes y al aplicarlas a personas las pueden hacer parecer más altas y delgadas o más bajas y gordas. Las imágenes formadas por prolongaciones de rayos, como ocurre en los espejos, se denominan virtuales y no pueden ser recogidas en una pantalla ACTIVIDAD 6 Dibuja la marcha del rayo reflejado en un espejo plano que se esquematiza como se indica, en los diferentes casos. ACTIVIDAD 7 Dibuja la marcha del rayo reflejado en dos espejos planos perpendiculares que se esquematiza, indicando en el dibujo los valores de los ángulos incidente y reflejado en cada caso. ACTIVIDAD 8 Observa la formación de la imagen de un 5 en un espejo plano. Sólo una es correcta. ¿Cuál es? Justifícalo ACTIVIDAD 9.Dibuja la imagen de la F dada, formada en el espejo plano 5. Refracción de la luz. El cambio de dirección que experimenta las ondas y por lo tanto el rayo luminoso al pasar del aire al agua, o de un medio transparente a otro, se denomina refracción y se debe a la variación de la velocidad de la luz en esos medios. Por eso vemos doblado un objeto al introducirlo en el agua La relación entre la velocidad de la luz en el aire y la velocidad de la luz en otro medio se denomina índice de refracción, y se representa por n, y no tiene unidades. n =c/v = 3.108/v Cuando la velocidad al pasar de un medio a otro disminuye, el rayo refractado se acerca a la normal N, en la separación de ambos medios. Si fuera al revés se alejaría. Los ángulos que forman con la normal los rayos incidente y refractado, se denominan en este caso ángulo de incidencia i, y ángulo de refracción r. ACTIVIDAD 10 Conocidas las velocidades de la luz en el aire y en el agua (Pregunta 1b), determina el índice de refracción del agua. 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