1 TEMA 2: Ciencias Naturales. LA LUZ Y EL SONIDO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC

2. LA LUZ Y EL SONIDO

En este tema vas a aprender algunas cosas sobre la luz y el sonido.

La luz y el sonido tienen algunas características comunes: son formas de energía, se propagan...

Y también hay diferencias: su trayectoria (en línea recta o no), el medio de propagación (la materia, el vacío, los medios transparentes...), su velocidad...

Y se dan con ellos curiosos fenómenos: los colores, los espejos y lentes, los rayos y los

truenos, el eco, la música...

1. LA LUZ

¿QUÉ ES LA LUZ?

* La luz / es una forma de energía que emiten los cuerpos luminosos / y que

percibimos mediante el sentido de la vista.

Es una forma de energía: produce cambios (ilumina, hace crecer las plantas, puede transformarse en electricidad…)

Con el sentido de la vista vemos los objetos a nuestro alrededor y distinguimos su forma, tamaño y color.

FUENTES LUMINOSAS

* Fuentes luminosas / son los cuerpos que emiten luz.

Son de dos clases:

Fuentes luminosas naturales, como el sol, el rayo, el fuego.

Fuentes luminosas artificiales, como las bombillas, los fluorescentes, los LEDs.

La mayoría de los objetos no emiten luz, sino que la reflejan, y por eso podemos verlos.

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PROPAGACIÓN DE LA LUZ

La luz se propaga:

En línea recta.

En todas las direcciones.

A una velocidad de 300.000 Km/s en el vacío (más lenta en la materia transparente, más lenta cuanto más densa es esa materia).

La propiedad de la luz de propagarse en línea recta es la causante de las sombras y de los eclipses.

LOS CUERPOS Y EL PASO DE LA LUZ

Según se comporten los cuerpos al paso de la luz se clasifican en:

Transparentes:

- Dejan pasar la luz.

- Se puede ver con claridad a través de ellos.

- Ejemplos: cristal, agua clara, aire.

Translúcidos:

- Dejan pasar parte de la luz.

- No se ve con claridad a través de ellos.

- Ejemplos: cortinas finas, cristal esmerilado, papel con aceite, niebla.

Opacos:

- Impiden totalmente el paso de la luz

- No se ve a través de ellos.

- Ejemplos: madera, metal, la mayoría de las rocas.

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2. FENÓMENOS QUE SE PRODUCEN CON LA LUZ

FENÓMENOS RELACIONADOS CON

Reflexión

en cuerpos no transparentes espejos

colores Refracción

en cuerpos transparentes lentes

Descomposición colores

REFLEXIÓN: La luz se refleja.

Cuando la luz incide en cuerpos no transparentes la mayor parte de ella se refleja, es decir, rebota en el objeto. Esto hace posible que veamos este objeto.

* Los espejos / son láminas de cristal / cubiertas en su parte trasera de láminas de metal pulido y brillante / que reflejan la luz.

Una característica de la reflexión de la luz es que los rayos que llegan al objeto salen reflejados con el mismo ángulo. Debido a esto, si la superficie es lisa y pulida, los rayos reflejados forman una imagen igual a la del objeto.

¿Igual?

Si te miras en un espejo y llevas el reloj en tu mano izquierda, comprobarás que la imagen del espejo lleva el reloj en su mano derecha. Los espejos nos devuelven imágenes simétricas, es decir, giradas horizontalmente o verticalmente.

Así ven todos a Messi: Así se ve Messi en el espejo:

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También hay espejos deformantes, de superficie curva. Pueden ser * cóncavos (curva hacia

dentro) o *convexos (curva hacia fuera)

La reflexión de la luz también tiene que ver con los colores, como veremos después.

REFRACCIÓN: La luz se refracta.

* La refracción / es el cambio de dirección y de velocidad que experimenta la luz / al pasar de un medio transparente a otro medio transparente de distinta densidad.

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La luz se refracta con más ángulo en medios cada vez más densos:

Ángulos de refracción en los que se desvía la luz (de menor a mayor):

En el vacío < en el agua < en el cuarzo < en el diamante

Velocidad (de menor a mayor):

En el diamante < en el cuarzo < en el agua < en el vacío

La refracción de la luz tiene lugar también en las lentes.

* Las lentes / son vidrios con superficies curvas / en los que la luz se refracta al atravesarlos.

La luz pasa del aire a otro medio (vidrio con superficie curva) y cambia de dirección. Según la curvatura de la superficie las lentes pueden ser de dos tipos:

Convergentes

Concentran la luz en un punto.

Divergentes

Separan los rayos de luz.

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DESCOMPOSICIÓN: LOS COLORES Y LA LUZ BLANCA

La descomposición de la luz blanca en colores está relacionada con los dos fenómenos estudiados antes: reflexión y refracción.

Descomposición de la luz blanca refractada

La luz blanca es en realidad una mezcla de colores. Esto se demuestra haciendo pasar un rayo de luz blanca por un prisma de cristal: * la luz se descompone en los colores que la forman: rojo, amarillo, naranja, verde, azul, añil y violeta.

Esta descomposición se produce de manera natural, por ejemplo, en un arcoíris.

Tanto el cristal del prisma como las gotas de agua de la atmósfera en el arcoíris refractan los diferentes colores que forman la luz blanca, pero cada uno de los colores que la forman se refracta con distinto ángulo.

La mezcla de colores

* Nuestro sentido de la vista percibe como luz blanca la que se obtiene al mezclar estos tres colores: / rojo, azul y verde. / A estos tres colores se les llama colores primarios. El resto de los colores se obtiene mezclando estos tres en diferentes proporciones.

(Estas son las mezclas que dan las luces de esos colores, no siempre las pinturas –pigmentos- que nosotros podemos usar).

rojo + azul + verde = blanco rojo + azul = magenta rojo + verde = amarillo azul + verde = cian amarillo + cyan + magenta = negro amarillo + cyan = verde amarillo + magenta = rojo cyan + magenta = azul

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Los colores complementarios

Los colores complementarios son interesantes porque dan máximo contraste. Por eso se emplean mucho en el diseño de objetos, en revistas, en internet, en la ropa…

Sabemos que los colores RGB y CMY son complementarios en ese orden (R/C, G/M, B/Y: cian es una mezcla de los primarios sin el rojo; magenta, mezcla de los primarios sin el verde; amarillo, mezcla de los primarios sin el azul):

R red <compl> C cian

G green <compl> M magenta

B blue <compl> Y yellow

Los colores tienen también relación con la reflexión de la luz.

Si la luz del sol es blanca, ¿por qué los objetos que ilumina tienen diferentes colores?

Respuesta: Cuando la luz cae sobre un objeto, éste absorbe algunos colores de la luz y refleja otros. Vemos el objeto del color que se refleja.

- Si un objeto refleja toda la luz lo vemos blanco.

- Si absorbe toda la luz, y no la refleja, lo vemos negro.

- Si absorbe toda la luz excepto la que corresponde al verde, que la refleja, lo vemos verde…

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3. EL SONIDO

* El sonido / es una forma de energía que se produce cuando los cuerpos vibran, / y que percibimos mediante el sentido del oído.

La vibración producida por los sonidos se propaga siempre en un medio material (aire, agua, los objetos, nuestro cuerpo…). Si no hay materia el sonido no se propaga: los astronautas no pueden oír nada en el espacio vacío.

El sonido transmite energía desde el objeto que vibra hasta el lugar donde se recibe. Como el sonido se propaga en todas las direcciones, se va debilitando conforme alcanza un área mayor. Por eso oímos más débil un sonido conforme nos alejamos de su fuente.

CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO.

Distinguimos unos sonidos de otros por tres características:

Intensidad

Depende de la cantidad de energía. Por su intensidad, los sonidos pueden ser fuertes o débiles.

Tono Por el tono, distinguimos sonidos graves (tono más bajo) y agudos (tono más alto). Por ejemplo, niños y niñas tienen la voz más aguda; las mujeres menos aguda que los niños; los hombres más grave.

Timbre Cualidad del sonido que nos permite distinguir la fuente sonora. La madera tiene un timbre diferente que el metal. Cada voz humana tiene un timbre diferente. El timbre de un piano tocando una nota es diferente que el de una flauta dando esa misma nota.

La intensidad de un sonido se mide en decibelios (dB).

Pero no se trata de una escala lineal. Un sonido de 120 dB no es el doble de intenso que uno de 60 dB, tiene una energía mucho mayor que el doble.

Algunos sonidos son agradables de escuchar, pero otros no.

* Llamamos ruido a todo sonido que resulta molesto y desagradable.

La suma de ruidos con alto nivel de decibelios produce la llamada contaminación acústica.

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EL ECO

* Los sonidos, al propagarse, pueden encontrar obstáculos que los reflejen, es decir, que los devuelvan al punto donde está el emisor. / Este fenómeno se llama eco.

La velocidad de propagación del sonido en el aire a unos 20ºC de temperatura es de 340 m/s (metros por segundo). El oído humano sólo puede distinguir sonidos separados por al menos 1/10 s (una décima de segundo).

Para que trascurra al menos 1/10 s entre un sonido y su eco, el sonido ha tenido que recorrer 340/10 = 34 metros.

Esos 34 m son de ida y de vuelta. Por tanto, la distancia mínima a un obstáculo que refleje el sonido como eco es de 17 metros.

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4. LUZ Y SONIDO. SEMEJANZAS Y DIFERENCIAS.

SEMEJANZAS

Son formas de energía (luminosa, sonora).

Se propagan.

Pueden ser reflejadas por los objetos.

PRINCIPALES DIFERENCIAS

LUZ SONIDO

Velocidad:

300.000 km/s = 300.000.000 m/s en el vacío

299.910.000 m/s en el aire

Velocidad:

340 m/s (en el aire), mayor en medios más densos y rígidos (agua, metales)

Sólo se propaga en línea recta: hace sombras.

Puede bordear obstáculos: no hace “sombras”.

Se propaga en el vacío y en medios transparentes.

Se propaga sólo en la materia.

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Esquema conceptual:

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Anotaciones: