Trabajo destinado a preparar la presentación de un Proyecto de ciencias, tema: Polución Lumínica.
Descargas:
Power point
https://docs.google.com/file/d/0B6pnMvERkCxza2RwWndjczBRLVU/edit
Archivo word
https://drive.google.com/?tab=mo&authuser=0#my-drive
Espectros en la noche
Proyecto de investigación
La luz
La luz es una
forma de energía, una radiación energética.
La energía se
transmite por medio de ondas.
Así, la luz es
energía que se transmite en forma de ondas.
La luz puede absorberse, reflejarse y
refractarse.
Estas son
formas de interacción de la energía con la materia. Hay otras que por ahora
dejamos de lado. Una prenda es azul cuando sus pigmentos absorben todos los colores del espectro salvo el azul, el cual es reflejado y percibido por nuestra
visión. Vemos nuestro rostro en el espejo pues todos los rayos de luz se reflejan en él, después de haberse reflejado en nosotros. Ciertos vidrios
y otros materiales no absorben ni reflejan luz, la refractan, es decir, permiten su paso a través de sus moléculas y
átomos. Por ejemplo, en un cristal de ventana la luz se refracta muy poco de modo que lo que vemos es muy similar a lo que
hay fuera. En un lente la luz se refracta algo más y por eso logramos los
aumentos de imagen, vemos mejor. En un prisma, por ejemplo (o en una gota de
agua) el rayo de luz sufre una refracción pronunciada y las ondas que forman la
luz blanca se separan o descomponen en los colores del arco iris.
La luz blanca puede ser descompuesta en 6 o
7 colores, los llamados colores del arco iris. Estos son los colores visibles: rojonaranjaamarilloverdeazulvioleta.
A este abanico de colores se le llama el
espectro de la luz. Escribí los nombres de los colores unidos pues el espectro
es uno solo, es nuestra percepción la que lo individualiza o recorta. Espectro
quiere decir fantasma.
El espectro de
la luz se puede obtener con un prisma o con una malla de difracción (un cd). El
arco iris se forma porque las gotitas de agua de las nubes actúan como prisma y
dispersan la luz blanca en sus frecuencias base.
La luz blanca se
dispersa porque las ondas de energías con que se transmite, al pasar de un
medio a otro (de la atmósfera al agua en este ejemplo) cambian de velocidad y trayectoria
en forma variada. Las ondas que transmiten mayor energía se desvían más que las
ondas de menor energía. Así, el color violeta se desplaza más que el rojo y la
luz blanca deja de serlo: aparece el espectro, el cual es muestra de la gama de
energías que antes venían ocultas o disimuladas bajo un mismo color: el blanco.
Si hacés pasar
una luz roja por un prisma, por ejemplo, dicho
color no se descompone. Cada color es solo él mismo, no tiene fantasma o
espectro detrás.
La luz visible
por el ojo humano es un conjunto o gama de energías de un espectro o conjunto
de energías mucho mayor, llamado espectro electromagnético (se escribe eem).
El espectro
electromagnético (eem) incluye todas las formas de radiación energética
conocidas.
La energía es
la forma en que la materia se comunica con la materia en el espacio. Por
ejemplo:
El sol
comunica energía a la Tierra
por medio de la gravedad.
El sol comunica
energía a nuestros ojos por medio de la luz.
El sol
comunica energía a nuestra piel: el calor.
El sol
comunica a los componentes de las células energía: los rayos ultravioleta.
Los celulares
se comunican por medio de energías: ondas de radio.
Los
televisores se comunican por medio de energías: las ondas de tv.
Cada tipo de energía se transmite por medio
de una onda portadora.
Las ondas se conocen por sus valores:
longitud, frecuencia, amplitud.
Veamos una
onda y sus valores:
Así, los
colores del espectro eem solo se diferencian por el largo de sus ondas. Hablar
del largo de onda (λ) es hablar de frecuencia (f) pues una depende de la otra.
A menor longitud de onda, mayor frecuencia; a mayor longitud de onda, menor
frecuencia.
Las ondas más
largas, de menor frecuencia, comunican menor energía, por eso un carbón
encendido se ve rojo y solo da calor mientras que un rayo en la tormenta puede
verse blanco o azul y es capaz de destruir un árbol o una casa en un segundo.
El rojo es el menos energético de los colores. El azul es el color que
transporta mayor energía ya que posee menor frecuencia.
Las canillas
del agua (azul = frío, rojo= caliente) están mal impresas.
¿Y, Qué onda?
Las ondas existen
en la naturaleza. Aquí las usamos para representar cambios que suceden con un
determinado patrón; es decir, cambios que pueden ser estudiados como repetición.
Es importante comprobar que si no viéramos repeticiones no habría ciencia. El
estudio científico se apoya en repeticiones.
Ondas del eem
Las ondas del
eem pueden transmitirse por el vacío. En esto se diferencian del resto de ondas,
las cuales siempre necesitan un medio.
El eem está formado por ondas de un algo que los científicos llaman campo
eléctrico y magnético. Entre ambos pueden inducirse y propagarse. Se crean
mutuamente los campos al variar uno sobre el otro. Al hacerlo, se desplazan y
transmiten las distintas energías.
Suena extraño lo
dicho pero puede comprobarse con un cable que conduzca corriente y una brújula
(una brújula es una aguja imantada). Cuando corra corriente eléctrica por el
cable, la aguja o imán se moverá acusando un campo magnético. El fenómeno
inverso se comprueba con una dínamo de bicicleta. Al girar un imán sobre un
cable, se crea corriente eléctrica.
Una onda es
una variación de magnitudes (las magnitudes pueden ser escalares o vectoriales:
una escala mide por ejemplo temperatura o distancia; un vector mide tiempo o
fuerza). Por ejemplo, una ola es una variación en altura (escala) de la
superficie del agua que se propaga en determinada dirección (vector) y
velocidad.
La luz es un fenómeno de naturaleza
vectorial.
Puede probarse
que las ondas electromagnéticas se generan en planos perpendiculares entre sí,
y perpendiculares a su eje o trayecto.
El eem clasifica
las ondas por su longitud y frecuencia. Tal clasificación comprende: rayos
cósmicos, rayos gamma, rayos x, ultravioleta, luz visible, infrarrojo, micro
ondas, ondas de radar, radio, tv, onda corta y las ondas de campo eléctrico.
Toda onda del eem se desplaza en el vacío a
300.000 km
x segundo.
La velocidad
de la luz en el vacío es constante y se escribe c.
Como
la onda tiene un largo y una frecuencia, la velocidad de la luz equivale a su
longitud de onda multiplicada por la frecuencia de onda. En física esto se
escribe así:
c = λ. f
Donde: λ
(lambda), representa la longitud de las ondas y f, la frecuencia de las ondas.
Para medir λ se usa unidad de distancia; la f tiene por unidad el Hertz (Hz = nº
de ondas/tiempo: Hz= nº/seg). La velocidad c, por supuesto, equivale a
distancia sobre tiempo. La velocidad de la luz es siempre la misma en el vacío:
300.000 km
x seg.
En este marco,
los distintos colores del espectro visible, los colores que, unidos forman la
conocida luz blanca, no son sino ondas de diversa frecuencia.
Las longitudes
de onda han podido medirse. Sabemos a qué longitud de onda le llamamos rojo o
azul, los colores límites de nuestra visión.
Todas las
ondas del eem se propagan a una misma velocidad en el vacío, los mencionados
300.000 km/s, pero a cada frecuencia o longitud de onda le llamamos como un
color en particular.
La frecuencia varía, no la velocidad de la
onda (en un medio uniforme).
El eem visible
se halla acotado entre los 350 nm (nanometros) para el violeta y los 750 nm
para el rojo. El nanometro es una unidad de medida útil para estas longitudes
pequeñas. Un nano metro equivale a un metro divido un mil millones: 1 nm= 1
metro/ 1.000.000.000.
Entre otras fuentes radiantes, en la Tierra percibimos
naturalmente: Objetos masivos lejanos mediante los rayos cósmicos; Sol y
supernovas mediante rayos gamma, rayos X, UV, visible, infrarrojo, micro ondas,
radio; Planetas y Luna mediante radio y visible; Atmósfera mediante visible,
UV, X y radio; Tectónica de placas mediante infrarrojo; Animales mediante
visible, eléctricas; Fluidos metálicos mediante efectos magnéticos, eléctricos,
infrarrojos; Materiales radiactivos por medio de rayos gamma y X; diversos metales
en contacto con ácidos por medio de fenómenos eléctricos. Etc. etc.
No hay comentarios:
Publicar un comentario