Práctica 1 - Departamento de Ciencias de la Atmosfera y los Oceanos

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ATMOSFERA Y LOS OCEANOS
MATERIA: BIOCLIMATOLOGIA (BIOLOGOS)
Jefe de Trabajos Prácticos: M. Elizabeth Castañeda
PRACTICA 1: RADIACION
1. ¿Qué es la radiación? Definición.
2. Indique en qué unidades se expresan la longitud de onda y la frecuencia. ¿Cómo se relacionan entre sí?
3. Estudio de leyes:
a) ¿Qué expresa la ley de Planck?
b) ¿Qué expresa la ley de Stefan-Botzmann?
c) ¿Qué expresa la ley de Wien?
d) En la figura se representa las emisiones de dos cuerpos de diferente temperatura. Distinga cual es el más frío
y cuál el más cálido.
caliente
Intensidad
de luz
frio
azul
rojo
4.
a) ¿De qué depende la emisión de energía radiante de un cuerpo?
b) Sean dos cuerpos A y B cuyas temperaturas son 5500 °C y 20°C, respectivamente. Calcule
las emisiones de ambos cuerpos.
5.
a) ¿ De qué depende la longitud de onda de máxima emisión?
b) Calcule las longitudes de onda de máxima emisión de dos cuerpos con temperaturas 5500 °C
y 20°C.
c) Señale en la figura del espectro electromagnético del ejercicio 7dónde aproximadamente se
encuentran estas longitudes de onda de máxima emisión.
6. Qué sucede cuando la radiación cuando encuentra un objeto en su camino? ¿Con qué ley se relaciona?
7. A partir de la figura del espectro electromagnético,
UV
AZUL
VERDE ROJO
IR
VISIBLE
Longitudes de onda
10-12 10-11 10--10
10-6 10-5
10--4
10-9
10-3
10-8
10-2
10-7
10-1
10-6
1
10-5
10
10--4 10-3
10-2
10-1
1
102
103
104
105
106
Rayos γ
10 (m)
107 (µm)
ondas de radio y TV
Rayos X
Ultravioleta
Infrarrojo
microondas
¿ Cuál es la longitud de onda promedio de la luz visible?
Señale dentro de que longitudes de onda puede encontrar:
o el tamaño de letra de esta práctica;
o el espesor de la hoja de esta práctica;
o su estatura;
o un organismo celular;
8. Busque material bibliográfico en Internet o en Biblioteca Central referido al espectro
electromagnético. Complete la Tabla que se encuentra al final de la práctica, respecto a
lo que debe saber acerca del espectro electromagnético.
9. Responda la siguiente consulta, marcando con una cruz en el casillero correspondiente:
a) Los rayos X tienen más alta frecuencia que los rayos Gamma.
Verdadero
Falso
b) Las microondas tienen una longitud de onda más corta que las ondas de radio,
Verdadero
Falso
c) Los rayos X son usados en radar.
Verdadero
Falso
d) Qué tipo de ondas electromagnéticas son usadas en el control remoto de su Televisor?
Ondas de radio
Microondas
Infrarrojos
Luz visible
Ultravioleta
d) Los rayos ultravioleta son usados en hornos de microonda domésticos
Verdadero
Falso
e) En general, las ondas más peligrosas son las ondas de alta frecuencia.
Verdadero (A mas alta frecuencia, se necesita menos para hacerle daño)
Falso
f) ¿Por qué no se usan rayos X para examinar bebes en vientres maternos?
los rayos X sólo muestran fotos
los rayos X pueden dañar al bebe (se usa ultrasonido)
los rayos X podrían dañar a la madre embarazada
los rayos X dan colores inexactos (totalmente irrelevante)
g) ¿Cuáles ondas electromagnéticas son usadas para tratar cáncer?
Rayos gamma (Matan las células cancerosas, aunque también pueden dañar al paciente)
Rayos X
Infrarrojos
h) ¿Cuáles ondas electromagnéticas viajan más rápido?
los rayos gamma y los rayos X
todas viajan a la misma velocidad (viajan a la velocidad de la luz)
los rayos ultravioleta
las ondas de radio
10. Elija la opción verdadera para completar la frase:
i.
La energía transferida por ondas electromagnéticas es llamada..........
magnetismo.
convección.
conducción.
radiación.
percepción extrasensorial.
ii.
La radiación terrestre es a menudo referida como radiación en................, mientras
que la del Sol es referida como en......................
onda corta; onda larga
onda larga; onda corta
divergente; convergente
visible; invisible
iii.
El porcentaje de radiación reflejado por una superficie respecto al total incidente es
llamado........................
albino
albedo
emisividad
calor
iv.
Si la Tierra no tuviera atmósfera, el cielo aparecería ..... durante el día.
blanco
negro
rojo
azul
v.
La temperatura de un objeto determina...............................
a) la longitud de onda de la radiación que emite el objeto.
b) la intensidad de la radiación que emite el objeto.
c) la velocidad de la radiación que emite el objeto.
d) a) y b)
e) todos los de items.
11. La siguiente figura representa el balance radiativo en onda corta:
A
B
C
D
G
E
H
F
L
I
J
K
Unir las letras de la columna derecha, que representan las distintas componentes del balance, con
sus correspondientes valores.
A
16% Absorbido por gases y polvo
B
20% Radiación reflejada hacia superficie
C
6% Dispersada hacia el espacio exterior
D
19% Absorbida por la atmósfera
E
3% Absorbida por las nubes
F
22% Radiación directa absorbida
G
4% Radiación reflejada hacia el exterior
H
100% Radiación solar entrante
I
20% Radiación reflejada hacia el exterior
J
51% Absorbida en superficie como radiación directa e indirecta.
K
30% Radiación perdida al espacio
L
9% Radiación dispersada hacia superficie
12. La siguiente figura representa el balance radiativo en onda larga
A
B
C
E
D
F
G
H
E
F
Unir las letras de la columna derecha, que representan las distintas componentes del balance, con
sus correspondientes valores.
A
B
C
D
E
F
G
H
160% Emisión de la atmósfera y las nubes
23% Calor latente
96% Emisión atmosférica en onda larga hacia la superficie.
64% Emisión atmosférica en onda larga hacia el espacio.
111 % Absorción atmosférica de la emisión de superficie.
6% Emisión de superficie en onda larga perdida al espacio.
7% Calor sensible.
117% Emisión en onda larga desde superficie.
13. Definir Rotación. Definir Traslación
14. Dibujar un diagrama distinguiendo rotación de traslación.
15. ¿Qué movimiento nos da el día y la noche?
16. Definir afelio y perihelio.
17. ¿A qué se debe la existencia de las estaciones?
18. Señale qué curvas de insolación de la figura corresponden a las latitudes de 0°, 30° 60° y 90°.
Insolación
J
A
S
O
N
D
E
F
M
A
M
J
Meses
19. Elija la opción verdadera para completar la frase:
El eje de la Tierra está en posición……………………en relación al plano de la elíptica.
vertical.
horizontal.
inclinada
cabeza arriba.
La cantidad anual de insolación sobre la Tierra es mayor sobre…………
el Ecuador.
los ríos.
los Polos.
los trópicos
El calor es energía que es transferida desde....................................
objetos calientes hacia objetos fríos.
bajas presiones hacia altas presiones.
objetos fríos hacia objetos calientes.
regiones de baja densidad hacia regiones de alta densidad.
La insolación es mayor sobre ….………durante el solsticio de invierno en el Hemisferio Sur.
el Trópico de Capricornio.
el trópico de Cáncer.
el ecuador.
el círculo polar.
La latitud decrece del ecuador hacia el Polo.
Correcto
Incorrecto
El trópico de Cáncer está al norte del Ecuador.
Correcto
Incorrecto
La longitud y el orden de las estaciones es controlado por:
la actividad de las manchas solares
la inclinación del eje de la Tierra
la distancia de la Tierra del Sol.
La imagen del globo representa la relación entre el Sol y la Tierra durante …………………en el Hemisferio Norte.
primavera
verano
otoño
invierno
20. Calcular la insolación:
- al mediodía en Buenos Aires (35°S) el 21 de junio
- a las 15 hs en 45°S el 21 de diciembre.
Para ello, suponga en principio, la constante solar Q0 = 1367 W/m2= 1.98 cal/(cm2min), un
coeficiente de extinción de 0.002 km-1, y una altura atmosférica de 100 km. En ambos casos
calcular la duración del día.
Qs = Q0 exp(− χx )
21.
Sea una localidad en el hemisferio sur donde el día solar es 14 horas y la declinación solar es
20°S. A qué latitud se ubica dicha localidad?
22. ¿Con cuántas horas de luz contará el día de su cumpleaños? Recuerde que se encuentra en
Buenos Aires. Cuantas horas de luz serían si se encontrara en Helsink (Finlandia)? Y si se
encontrara en El Cairo (Egipto)? Y en Lima (Peru)?
Nombre
Rayos Gamma
Cómo son
producidas ?
Usos
Peligros
alta frecuencia
longitud de
onda corta
Ondas de radio
baja frecuencia
–
longitud de
onda larga