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2Este material educativo es para uso exclusivo de los alumnos del Programa de Educación a Distancia del

Liceo Naval “Almirante Guise”

“EL HOMBRE NO SE DA CUENTA

DE LO QUE ES CAPAZ HASTA

QUE LO MEDITA, LODESEA Y LO

INTENTA”

“EL HOMBRE NO SE DA CUENTA

DE LO QUE ES CAPAZ HASTA

QUE LO MEDITA, LODESEA Y LO

INTENTA”

ÍNDICE

IV BIMESTRE

Óptica Pág. 4

Fonometría 5

Teorías de la luz 5

Dispersión de la luz 8

Descomposición de la luz 8

Propagación de la luz 9

Reflexión de la luz 11

Refracción de la luz 14

Análisis Dimensional 23

Sistema Internacional 26

Ecuaciones Dimensionales 29

Principio de Homogeneidad Dimensional 29

Física Moderna 32

Teoría de la Relatividad 33

Mecánica Cuántica 40

Teorías Cuánticas 41

Física nuclear 45

Bombas Nucleares 48

Físicos Notables 49



A lo largo de la historia de la Física, los grandes pensadores siempre se han hecho ésta y otras preguntas...

¿Qué es el color? ¿Por qué vemos los objetos? ¿La luz es onda o es materia?

Cuerpos Incandescentes: emiten radiación visible (luz) ejm. el sol, las estrellas, un metal que se funde, un filamento, el carbón encendido.

Fotoluminiscencia: Se presentan 2 formas fluorescencia y fosforescencia:



Es la parte de la FÍSICA que se encarga de estudiar la LUZ, su naturaleza, sus fuentes de producción, su propagación y los fenómenos que experimenta.

NATURALEZA DE LA LUZNATURALEZA DE LA LUZ

CUERPOS LUMINOSOSSon aquellos que tienen luz propia

FLUORESCENCIA FOSFORECENCIA

FOTOMETRIA:ES EL ESTUDIO DE LA MEDICIÓN DE LA LUZ EN LA REGIÓN VISIBLE.

Ideas sobre la luz

La luz y los fenómenos relacionados con ella

han intrigado a la humanidad desde hace más

de 2.000 años.

Y se sabe lo importante que es para las

plantas, el clima, etc.

Vemos a la Luz como una radiación ELCTROMAGNÉTICA hace posible la visión de

los objetos. Estudiaremos las TEORÍAS DE LA LUZ

(1)

Isaac Newton estudió el comportamiento de la luz, adoptó el modelo corpuscular Explicando algunos fenómenos luminosos como la descomposición de la luz

(2)

Asume que la luz es una radiación electromagnética o sea, la energía luminosa es propagada por ondas electromagnéticas.

Una onda electromagnética tiene una velocidad en el vacío de 3.108 m/s que coincide con el valor determinado para la velocidad de la luz en el vacío.



A) TEORÍA MECÁNICA

Enunciada por Cristian HuygensEn el siglo XVII apoyado porYoung y Fresnel.

“La luz está formada por ondas similares a las ondas del sonido, o sea ondas longitudinales”

B) TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA

Formulada por James Maxwell y comprobada por Hertz (XIX).“Las ondas electromagnéticas experimentan los mismos efectos que las ondas luminosas: Reflexión, Refracción, Polarización, Interferencia, Difracción etc.

Teoría Corpuscular

Teoría Ondulatoria

(3)

Formulada por Max Planck y ampliada en 1905 por Albert Einstein.

La LUZ VISIBLE se divide en colores que van del rojo al violeta. Cada haz de luz de un determinado color se denomina monocromático, y corresponde a una determinada longitud de onda.

La luz es energía emitida por fuentes luminosas capaces de impresionar el sentido de la

visión humana.

Actualmente se admite que La luz tiene un comportamiento dual:

Es onda (ENERGÍA) y a la vez partícula (MATERIA).Como onda se propaga y como partícula interacciona con

los cuerpos que ilumina.

La luz se define como:



“La luz está formada por pequeños paquetes de energía llamados Fotones”

Teoría de los Cuamtoms

La energía radiante visible, producida por un proceso electrónico de saltos

cuánticos de electrones excitados hacia niveles más estables de energía

ES IMPORTANTE SABER SOBRE LA AMPLIFICACIÓN DE LA LUZ EL

LÁSER.



La palabra LÁSER proviene de las iniciales de las palabras inglesas:

Light Amplification by Stimulantes Emission of Radiation que significa Amplificación de la luz por una Emisión de Radiación Estimulada.

Un rayo Láser se produce al aplicar a un gas, contenido en un tubo, una descarga eléctrica. Como consecuencia de esto los electrones del gas desprenden fotones, que chocan con otros electrones y desprenden más fotones.Aplicaciones:Motores de combustiónEn la industria aeroespacialPerforaciones de pequeñísimo diámetroPerforación en los diamantesPara cortar materiales muy durosPara cortar y taladrar materiales muy blandosSe utiliza como un moderno bisturí, introduciéndose con precisión a un determinado órgano sin dañar los demás tejidosPara localizar y eliminar tumores cancerososEn la piel, para borrar tatuajes, manchas de nacimiento.Destruir cálculos al riñón.

La luz visible o luz blanca es una porción muy pequeña del espectro electromagnético

y corresponde a la única parte del espectro que podemos percibir con nuestros ojos.

La luz que recibimos del sol es blanca, pero está formada por siete colores: violeta, añil

o morado, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo.

Estos colores forman el ESPECTRO LUMINOSO

Algunos cuerpos, como los

prismas de vidrio y las gotas de

agua, pueden separar la luz

blanca en los colores que la

componen.

Cuando los rayos de luz chocan contra un

cuerpo, cambian de dirección (rebotan).

Los objetos devuelven una parte

de la luz que incide sobre ellos (reflexión

de la luz).

Por la reflexión puedes ver el mundo que te rodea.

Es decir : Cuando la luz llega a un objeto, parte de esa luz

es absorbida por el objeto y la otra parte es reflejada



La luz blanca está formada por siete colores. Cuando los objetos son iluminados absorben algunos rayos de luz y reflejan otros cuerpos.Los cuerpos tienen el color de la luz que reflejan.

Es decir el COLOR DE LOS OBJETOS se da por:►► El tipo de luz que el objeto refleja ►► El tipo de luz con los que son iluminados.

La Luz se propaga en línea recta y en todas las direcciones.

Esto se observa cuando un rayo de luz pasa a través de una rendija en un cuarto o cuando prendemos un foco y todo se ilumina.

La luz se propaga en el vacío, por eso podemos ver la luz del sol y las estrellas.

La luz se propaga a gran velocidad. La velocidad de la luz depende del medio que atraviesa.

La velocidad de la luz se emplea para definir una unidad de longitud utilizada en astronomía, llamada AÑO LUZ, que es la distancia recorrida por la LUZ EN UN AÑO.



La velocidad de la luz en el vacío es aproximadamente de: 300 000 Km/s= 3108 m/s

La velocidad de la luz en el agua es aproximadamente de: 225 564 Km/s

La velocidad de la luz en el vidrio es aproximadamente de: 200 000 Km/s



INTERFERENCIA

POLARICION

LUZ

CORPUSCULARES

PRESENTA FENOMENOS

ONDULATORIOS

COMO

REFLEXION REFRACCION

que pueden ser

Ley de SNELL

explica

IMÁGENES ENESPEJOS PLANOS Y ESFERICOS

fundamentada

VIRTUALESDENTRO DEL ESPEJO

REALESFUERADEL ESPEJO

COMO

DIFRACCION

SEGURAMENTE HABRÁS OBSERVADO EN ALGUNA OCASIÓN ESCENAS COMO ÉSTA

Vemos que la imagen se refleja en el agua.

En nuestra simulación la luz está incidiendo sobre agua en movimiento y la imagen

reflejada se ve distorsionada, pero si el agua estuviera tranquila como en un estanque

podríamos ver la imagen reflejada con nitidez.

Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor

gracias a él podemos ver las cosas.

No todos los cuerpos se comportan de la misma manera frente a la luz que les llega. Por

ejemplo, en algunos cuerpos como los espejos o los metales pulidos podemos ver

nuestra imagen pero no podemos "mirarnos" en una hoja de papel.

Esto se debe a que existen dos tipos de reflexión:

reflexión especular o regular

reflexión difusa o irregular



+

Elementos de la Reflexión:

Rayo incidente (I)Es aquel rayo luminoso que llega a la superficie.

Rayo reflejado (R)Es aquel rayo que aparentemente sale de la superficie.

Normal (N)Es aquella línea recta imaginaria perpendicular a la superficie.

Angulo de Incidencia (1 ) (en verde)Es el ángulo formado entre el rayo incidente y la normal

Angulo de reflexión (2 ) (en amarillo)Es el ángulo formado entre el rayo reflejado y la normal

Leyes de la reflexión : El rayo incidente, la normal y el

rayo reflejado se encuentran en un

mismo plano, el cual es

perpendicular a la superficie

reflectante.

El ángulo de incidencia es igual

al ángulo de reflexión, es decir



Es aquel fenómeno que consiste en el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz (en un mismo medio) al incidir sobre una superficie que le impide continuar propagándose cambiando de dirección para continuar su propagación en el medio en el cual se encontraba inicialmente.

i = r

CLASES DE REFLEXIÓN

ESPECULAR O REGULAR

A la izquierda tienes un esquema de reflexión especular.

Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.

DIFUSA O IRREGULAR

En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie



Elementos de la Refracción:

Rayo incidente: Es el rayo que nace del cuerpo luminoso. (color verde)

Rayo Refractado: Es el rayo que llega al medio de diferente densidad y se desvía. (color rojo)

Angulo de Incidencia: Es el ángulo comprendido entre la normal y el rayo incidente.

Angulo de Refracción: Es el ángulo comprendido entre la normal y el rayo refractado.

REFRACCIÓN DE LA LUZ

Si la luz pasa de un medio más rápido a otro más lento (por ejemplo del aire al vidrio flint), el ángulo de refracción es menor que el de incidencia.



Es un fenómeno óptico que consiste en la desviación que experimenta un rayo luminoso al pasar oblicuamente a un medio de diferente densidad.

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.tiburonsaciado.com/pics/refraccion.gif&imgrefurl=http://www.tiburonsaciado.com/elmar5.htm&h=165&w=154&sz=3&hl=es&start=359&tbnid=YWid1YHrT78x6M:&tbnh=99&tbnw=92&prev=/images%3Fq%3Ddispersion%2B%2Bde%2B%2Bla%2B%2Bluz%26start%3D340%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Des%26sa%3DN%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5

Si pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro con menor índice de

refracción (por ejemplo del diamante al agua), el ángulo de refracción es mayor

Por lo general cuando la luz llega a la superficie de separación entre los dos medios se

producen simultáneamente la reflexión y la refracción.

• Si pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro con menor índice de

refracción (por ejemplo del diamante al agua), el ángulo de refracción es mayor

que el de incidencia.

• En éste último caso, si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo límite no

se produce refracción, sino lo que se denomina reflexión total.

El fenómeno de la reflexión total permite que podamos canalizar la luz a través de

pequeños tubos de diferentes sustancias que se denominan fibras ópticas.

Las FIBRAS ÓPTICAS es el conjunto de fibras de

vidrio que pueden trasmitir señales luminosas a gran

velocidad. Se utilizan en muchos campos de la

ciencia y de la tecnología. Por ejemplo:

En medicina permiten ver órganos internos sin intervenciones quirúrgicas

complejas.

Los médicos utilizan la fibra óptica para realizar análisis de forma inmediata.

En las telecomunicaciones están alcanzando unos altos niveles de utilización ya

que por una fibra del grosor de un cabello pueden transmitirse información de

audio y video equivalente a 25.000 voces hablando simultáneamente.

En los videos conferencias, es decir, además de hablar por teléfono se ve en una

pantalla al interlocutor.

Solicitar información e imágenes en videotecas, hemerotecas, bibliotecas.museos

etc.

Conectar varios telescopios entre si con una gran potencia de observación.



http://www.educaplus.org/luz/reflex.php

El fenómeno de la refracción se rige por la llamada ley de la refracción o ley de Snell:

LEYES DE REFRACCIÓN:

El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en un mismo

plano, el cual es perpendicular a la superficie de refracción.

Ley de Snell.- El índice de refracción del medio en el cual se propaga el rayo

incidente, multiplicando por el seno del ángulo de incidencia es igual al índice

de refracción del medio en el cual se propaga el rayo refractado multiplicado

por el seno del ángulo de refracción.



n1 sen i = n2 sen r

n1 = índice de refracción del medio del que procede.i = ángulo de incidencian2 = índice de refracción del medio en el que se refracta.r = ángulo de refracción

¡DEBES SABER!

El color ES EN LA LUZ y no en los objetos.El negro es la ausencia de color; así como el blanco es la presencia de todos los colores.

¡DEBES SABER!

La refracción atmosférica hace que el sol sea visible algunos minutos antes de salir y después de ponerse.

1. ¿Cuál es la frecuencia con que vibran las ondas de luz verde, si su longitud de onda es de 5 540 Aº, para la visión de la máxima intensidad de luz por el ojo medio?La velocidad de propagación de la luz es de 300 000Km/s

2. Determinar la longitud de onda de la luz de color violeta, si su frecuencia es 7,89 1014 hertz.

La velocidad de propagación de la luz violeta es de 300 000Km/s



3. Un casquete esférico de 2m de radio, tiene una superficie de 8m2. Determinar la medida de su ángulo sólido.

=2 sr

4. Se requiere iluminar una superficie de 1 000 cm2 con una lámpara de 800 Lux ¿Cuántos lúmenes debe emitir la lámpara?

5. Una fuente luminosa ilumina una pantalla de 4m2 situada a 10m de la fuente. Calcular.

a) El ángulo sólido sostenido por el haz d e luz que llega a la pantalla.b) Si la iluminación que recibe la pantalla es de 100 lx .Calcular el flujo que recibec) La intensidad luminosa de la fuente.



10 m

6. En la siguiente figura. Calcular la Iluminación, si la intensidad de la luz es de 160 cd. El cos de 37 equivale a 4/5



4 m

3 m

I

P 53º

37º

Por el Teorema de Pitágoras:

Iluminación puntual.

7. La intensidad luminosa de un foco es de 10 candelas. Averigua a cuántos lúmenes equivale el flujo luminoso que irradia a través del ángulo sólido de 3,5 sr ?



4 m

3 m

I

P

37º

53º

8. En la esquina “O” de una habitación se ha colocado un foco cuya intensidad es

de 7 cd .El ángulo sólido de la radiación es de . Y se le da un valor de

Se desea averiguar.

a) El ángulo sólido de la radiación luminosa.

b) El flujo luminoso irradiado por el foco

c) La energía luminosa lanzada al espacio en los 10 primeros segundos.

a) Para el cálculo del ángulo sólido.El ángulo sólido máximo

b) Para calcular el flujo luminoso irradiado.

c) Para el cálculo de la energía luminosa irradiada:



Es la rama de la matemática aplicada a la Física, que se encarga de estudiar las leyes

y las propiedades que relacionan a las magnitudes físicas y sus unidades en el

desarrollo de un fenómeno.

Gracias al análisis dimensional podemos:

Relacionar una magnitud física con otras tomadas como fundamentales. Establecer la veracidad de una fórmula. Elaborar fórmulas empíricas.

Definiciones Preliminares

MAGNITUDEs toda aquella propiedad de la materia que es susceptible de ser comparada en términos de “mayor que” “igual a” “menor que”

CANTIDAD Es aquella porción limitada de una magnitud. Tiene medida o tamaño definido.

UNIDAD Es la cantidad tomada como base de comparación

MEDICIONEs aquella operación realizada por el hombre directa o indirectamente, para averiguar las veces en que una cantidad contiene a su unidad correspondiente.

Ejemplos de magnitudes:

►► Cuando observas tu reloj para comprobar el tiempo que demoras en correr 50 metros

►► Cuando pesas tu lapicero.

►► Al medir el volumen de un vaso con agua.

►► Cuando compruebas cuantos kilos hay en una bolsa de azúcar.

►► Al medir tu estatura.

Es decir cultivando tu espíritu de observación en las diferentes actividades de la vida

diaria estas aplicando la magnitud, es muy importante conocer las mediciones para

solucionar los problemas que se te puedan presentar.



CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES FÍSICAS

Por su origen:

Magnitudes Fundamentales

Magnitudes Auxiliares

Magnitudes Derivadas.

Por su naturaleza

Magnitudes escalares

Magnitudes vectoriales

Magnitudes Tensoriales.

Son Aquellas magnitudes que están determinados con sólo conocer su valor numérico y

su respectiva unidad.

Ejemplos:

Un saco de azúcar pesa 100Kg.

La longitud de un camino es de 20Km.

La temperatura en la ciudad de Lima es de

Un fenómeno dura 15 s. (tiempo).

La temperatura de tu cuerpo es de 37° C



TemperaturaVolumen Tiempo

Son aquellas magnitudes que además de conocer valor numérico y su unidad, se

necesita la dirección y sentido para que dicha magnitud quede perfectamente

determinada.

Son magnitudes vectoriales: la fuerza, la aceleración y la velocidad.

La fuerza: Cuando se quiere mover una caja aplicamos una fuerza de 2 Kg. en dirección

vertical y hacia arriba.

La velocidad de un auto de 60 Km./h. en dirección horizontal y aumentado hacia

una curva a la izquierda.



El SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES, cuya sigla es S. I., es el nuevo

sistema de unidades de medida, que ha sido adoptado a escala mundial, en lugar del

Sistema Métrico Decimal.

Por Ley N° 23560, promulgada el 31 de Diciembre de 1982, en nuestro país se hace

obligatoria su enseñanza en todos los niveles del Sistema Educativo, así como su

aplicación en todas las actividades que se desarrollen en nuestro medio.

Se supone que ya tienes conocimiento del nuevo sistema de medidas, ahora haremos un

repaso y una pequeña ampliación de lo que ya conoces.

Estructura del S. I.

Las unidades del S. I. se clasifican en las siguientes clases:

Unidades de base o fundamentales.

Unidades suplementarias.

Unidades derivadas.

I. UNIDADES DE BASE O FUNDAMENTALES.

El S. I. tiene siete unidades de base, las mismas que se pueden apreciar en el siguiente cuadro.

Son las que sirven para obtener otras magnitudes.

No provienen de otras magnitudes.

Las magnitudes fundamentales son:



SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

MAGNITUD FISICA UNIDAD DE BASE SÍMBOLO

Longitud metro mTiempo segundo sMasa Kilogramo KgIntensidad de corriente eléctrica Ampere ATemperatura termodinámica Kelvin KIntensidad luminosa candela cd

Cantidad de sustancia mol mol

Los nombres de todas las Unidades de Base se escriben con minúscula a pesar de que

dos de ellas, Ampere y Kelvin, pertenecen a dos científicos. Estos dos nombres se

escriben con mayúscula sólo en el caso que aparezcan al comienzo de una frase o luego

de un punto.

Los símbolos se escriben también con minúscula, excepto los que corresponden a

Ampere y Kelvin que se escriben con mayúscula.

Los símbolos no son abreviaturas y por consiguiente se escriben sin punto final, salvo

que aparezca al término de una frase u oración. No tienen plural.



II. UNIDADES DERIVADAS.

Como su nombre lo indican, son aquellas que se derivan de las unidades de base o de

las unidades suplementarias.

Siendo muy numerosas estas unidades, nos limitaremos a señalar algunas de mayor

importancia en la educación.

MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO

Superficie (Área) metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Densidad Kilogramo por metro cúbico Kg/m3

Velocidad metro por segundo m/sFuerza (por consiguiente peso)

newton N

Presión pascal Pa

Se indica que una unidad derivada es un producto, escribiendo los símbolos de las

unidades fundamentales separados por el signo X o por un punto. Por ejemplo:

Pa • s, que se lee: Pascal segundo.

Se indica que una unidad derivada es cociente, escribiendo los símbolos de las unidades

fundamentales separadas por una raya oblicua. Por ejemplo:

Km/h, que se lee: Kilómetro por hora.



III. MAGNITUDES AUXILIARES

MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO

ANGULO PLANO RADIÁN rad

ANGULO SÓLIDO ESTERORADIÁN sr

Son expresiones matemáticas que colocan a las magnitudes derivadas en función de

fundamentales; utilizando para ello las reglas básicas del álgebra, menos las de sumas

y restas.

Estas ecuaciones se diferencian de las algebraicas por que solo operan en las

magnitudes

PRINCIPIO DE HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL

Para que una fórmula física sea correcta, debe ser dimensionalmente homogénea

(DH).Significa que todos los términos que figuran en la fórmula deben tener las

mismas dimensiones, es decir, la misma ecuación dimensional.

Este principio se aplica donde aparecen sumas o restas de términos en una fórmula

física.

Sólo se pueden sumar o restar magnitudes de la misma dimensión o de igual

Ecuación Dimensional.

Ejemplo:



NOTACIÓN: A : Se lee “A”

: Se lee “Ecuación Dimensional de”A : Se lee ecuación Dimensional de A.

V + V = VV – V = V

En Ecuación Dimensional A = B + C – D [A] = [B] = [C] = [D]

Y se cumple que: la suma o resta de velocidades da como resultado velocidad.

En general, si:

Entonces se debe cumplir que:

Ejemplo 1: Si vf = vi + a t. Verificar si la fórmula es correcta.

Solución:

[ vf] = [vi ] = [a t]

simplificamos la tercera igualdad y vemos que las tres expresiones son

iguales.

Propiedad: Los ángulos, funciones trigonométricas, funciones logarítmicas y cualquier número son adimensionales.

Convencionalmente la dimensión de un número es la Unidad.

Ejemplo 2: [Cos 30°] = [18] = [ ] = 1



vf : está dado en m/s vi : está dado en m/s a : está dado en m/s2

t : en segundos

Ejemplo 3: Hallar la ecuación dimensional de la velocidad:

Ejemplo 4: Hallar la ecuación dimensional del área:

Ejemplo 5: Hallar la ecuación dimensional de la aceleración:

Ejemplo 6: Hallar la ecuación dimensional de la fuerza:

Ejemplo 7: Hallar la ecuación dimensional del trabajo:

Ejemplo 8: Hallar la ecuación dimensional de la potencia.

Ejemplo 9: Hallar la ecuación dimensional de la potencia.

Ejemplo 10: Hallar la ecuación dimensional de la presión



¿QUÉ ES LA RELATIVIDAD?

Pon tu mano en un horno caliente durante un minuto y te parecerá una hora

Siéntate junto a una chica preciosa durante una hora y te parecerá un minuto.

ESO ES LA RELATIVIDAD”

.



ALBERT EINSTEIN cambió nuestras ideas acerca del

ESPACIO y el TIEMPO con su teoría de la RELATIVIDAD.

El tiempo transcurre más lentamente para un piloto de

un avión supersónico en pleno vuelo que para un

habitante en reposo con respecto a la tierra.

Es la física que se inicia en el 1 900, con la teoría de la

Relatividad y los fenómenos relacionados con ellos como los

fenómenos cuánticos

Resulta difícil enumerar los fenómenos físicos que son

imposibles de explicar sin la teoría de la RELATIVIDAD

LA TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD

Se consideran las leyes de la física para observadores que se mueven con velocidad

constante unos con respecto a otros

Las consecuencias de esta teoría son inimaginables:

►► Un intervalo de tiempo medido en tierra no es igual al mismo intervalo medido

desde un móvil

►► Una distancia medida en tierra no es igual a la misma distancia medida desde un

móvil

►► La masa y la energía son conceptos equivalentes. La masa puede convertirse en

otras formas de energía (como, por ejemplo, ondas de luz) y al contrario. De aquí

sale la famosa fórmula

(E = energía, m = masa, c = velocidad de la luz)



En 1905 Albert Einstein enunció la TEORÍA DE LA RELATIVIDAD.

ESTA TEORÍA SE DIVIDE EN 2 PARTES.

►► La teoría Especial de a Relatividad.►► La teoría General de la Relatividad

http://home.earthlink.net/~umuri/_/Main/T_luz.html

Ejemplos donde se ha comprobado la conversión de MASA en ENERGÍA son:

Fisión nuclear,Fusión nuclear Creación y aniquilación de materia.

LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD

Se consideran observadores en movimiento relativo acelerado.

La gravedad es una fuerza de atracción universal que sufren todos los objetos con masa, sea este un electrón o una estrella. En 1916 Einstein extendió los conceptos de la Relatividad Especial para explicar la atracción gravitacional entre masas.

POSTULADOS DE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD:



PRIMER POSTULADO INVARIANCIA DE LAS

LEYES FISICAS

Las leyes físicas son las mismas para todos los

observadores que s e mueven a velocidades constantes

unos con respecto a otros.

ESTE POSTULADO EXPRESA LA AUSENCIA DE UN SISTEMA DE

COORDENADAS UNIVERSAL, ESTABLECE QUE LAS LEYES DE LA

NATURALEZA SON LAS MISMAS INDEPENDIENTES DE LOS

OBSERVADORES EN MOVIMIENTO RELATIVO.

http://home.earthlink.net/~umuri/_/Main/T_spacetime.html#especial%23especial

MASA, TIEMPO Y LONGITUD EN LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

RELATIVIDAD DE LA MASA

La masa de un objeto que se mueve con respecto a un observador parece mayor de lo que es cuando está en reposo con respecto a él.

La relación entre la masa (mo) medida en reposo y la masa (m) medida en movimiento es



SEGUNDO POSTULADO: CONSTANCIA EN LA VELOCIDAD DE LA LUZ

La velocidad de la luz es la misma para todo los

observadores en todas las direcciones,

independientemente del estado de reposo o de

movimiento tanto del observador como de la fuente.

SI UN OBSERVADOR ESTA EN MOVIMIENTO RELATIVO

ACERCÁNDOSE O ALEJÁNDOSE DE UNA FUENTE DE LUZ, LA

VELOCIDAD DE LA LUZ QUE ÉL MIDE, ES SIEMPRE IGUAL A LA

VELOCIDAD QUE MIDE CUANDO ÉL ESTA EN REPOSO EN

RELACIÓN CON LA FUENTE.

EL TIEMPO ES RELATIVO, NO ABSOLUTO.

No existe un tiempo único el concepto de intervalo de tiempo entre dos sucesos

es relativo.

Se refiere al aumento o dilatación del tiempo cuando un cuerpo se mueve a una

velocidad mayor.

Si alguien que está en una nave especial encuentra que el intervalo de tiempo entre

dos acontecimientos en la nave espacial es (t 0), una persona situada sobre la

tierra podría encontrar que el mismo intervalo de espacio tiene la duración (t)

mayor

CONTRACCIÓN DE LA LONGITUD

La longitud no es absoluta.

Las medidas de muchas cantidades físicas están afectadas por el movimiento

relativo entre un observador y lo que él observa.

Así la longitud (L) de un objeto en movimiento, es siempre más pequeño que su

longitud (L 0 ) cuando está en reposo.



t

SIMULTANEIDAD

En la teoría de Einstein, NO HAY SIMULTANEIDAD ABSOLUTA, LA

SIMULTANEIDAD ES RELATIVA.

Sucesos separados en el espacio, que para dos observadores

parecen simultáneamente ,no lo son para otros dos

observadores que se mueven con respecto a los dos

primeros con velocidad constante.

La posición de un punto en un sistema de referencia donde tiene lugar un suceso se

determina por las coordenadas cartesianas del punto; el instante en que se produce el

suceso se establece con la ayuda de un reloj instalado en ese punto.



TRETREN EN REPOSO

TTREN EN MOVIMIENTO

Es posible sincronizar los relojes de un sistema de referencia por medio del envío de ondas luz.

Posición cuando el destello llega a los extremos del

vagón.



PARADOJA DE LOS GEMELOS

Pedro y Pablo son gemelos idénticos.

Pablo realiza un viaje a un planeta muy lejano con una rapidez cercana a la luz

y vuelve a la tierra. Pedro permanece en la tierra

Cuando se reúnen d e nuevo……Oh Sorpresa.

Pablo ve que su hermano es más viejo que él

¿El tiempo que envejecen no es igual para todos? …..

Lo observado por Pablo es consecuencia de la DILATACION DEL TIEMPO

Apreciación realizada por los observadores

en reposo con respecto a la tierra.



Se basa en dos postulados

INVARIANCIA DE LAS

LEYES FISICAS

CONSTANCIA EN LA VELOCIDAD DE

LA LUZ

CONSECUENCIAS

DILATACIÓN DEL TIEMPO

CONTRACCIÓN DE LA LONGITUD

AUMENTO EN LA MASA

La MECÁNICA CUÁNTICA es la teoría que por primera vez permitió entender el mundo microscópico de la materia, es decir él de los ÁTOMOS.

Entre los científicos que contribuyeron al desarrollo de la Mecánica Cuántica

tenemos: Max Planck, Bohr, Heisenberg, Schrödinger, Pauli, Bardeen, Oppenheimer,

Gabor, Schockley, Brattain, Roentgen, Dirac y Albert Einstein (quien cambió nuestras

ideas acerca del espacio y el tiempo con su teoría de la relatividad) Imaginarse un

mundo sin estos avances tecnológicos de la Mecánica Cuántica ..

Serían muy limitadas las comunicaciones internacionales (significaría habernos

quedado con el telégrafo de los símbolos de Morse )

no existiría la Internet,

No habría correo electrónico,

No sería posible el avance de la medicina, con la infinidad de instrumentos

nuevos que permiten diagnósticos y tratamientos. Basta mencionar aquí el láser, el

scanner, los equipos de resonancia magnética nuclear, los rayos X, etc.

Un teléfono portátil, tendría el tamaño de una casa, difícilmente posible de

llevárselo al oído.

APLICACIONES DE LA MECÁNICA CUÁNTICA

Rayos láser (cirugías)

Scanner (digitalización de textos e imágenes)

Resonancia magnética (RMN) (cardiovasculares, neurológicos, hepato biliares, en

exámenes oncológicos para identificar tumores)

Rayos X (investigación científica, la industria y la medicina) fibras ópticas

(telecomunicaciones



Estableció su postulado sobre la RADIACIÓN DE UN CUERPO NEGRO (material

que absorbe y emite todas las longitudes de onda del espectro electromagnético).

Planck estableció:

La materia está formada por partículas que oscilan ,

emitiendo energía en forma de radiación electromagnética La

cantidad más pequeña de energía que puede transformarse

en luz de frecuencia (F), llamada CUANTO DE ENERGIA,

Cuanto de Energía se expresa como.

h = constante de Planck y su valor es de 6,6310-34 Jsf = luz de frecuencia del quantum



MAX PLANCKMAX PLANCK

La hipótesis de Broglie se basa en el FENÓMENO FOTOELÉCTRICO que es

explicable mediante la Teoría Corpuscular.

Se considera que la Luz tiene NATURALEZA DUAL. Según a la experiencia a que se

someta la luz presentará:

Comportamiento ondulatorio

Comportamiento corpuscular

Broglie enunció este razonamiento en forma de principio

Toda partícula en movimiento, con una cantidad de movimiento lineal, lleva asociada una onda, de

modo que la longitud de onda se expresa en función de la cantidad de movimiento.

h = Es la constante de PLANCK

m = masa de la partícula

v = velocidad con que la partícula se mueve.



BROGLIEBROGLIE

Werner Heisemberg establece el PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE que es una de

las ideas fundamentales del pensamiento físico actual.

Se basa en los ESPECTROS ATOMICOS

No se puede conocer simultáneamente y con precisión absoluta la posición y la cantidad de movimiento de un electrón.

No es posible determinar simultáneamente y sin error cuándo tiene lugar un proceso y la energía asociada a él.

Ecuaciones que representan matemáticamente el Principio de Incertidumbre



HEISEMBERGHEISEMBERG



MECANICA CUANTICA

TTEORIA DE PLANCK

HIPOTESIS DE BROGLIE

PRINCIPIO DEINCERTIDUMBRE

RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO

EFECTOFOTOELÉCTRICO

ESPECTROSATOMICOS

Se basa

Explica

Es una rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos.

La física nuclear es conocida en:

►► Energía nuclear

►► Centrales nucleares

►► Armas nucleares:

Fisión nuclear

Fusión nuclear.

Albert Einstein fue el 1º científico en considerar la enorme cantidad de energía

potencial disponible en la materia.

Llego a la conclusión de que la masa se puede transformar en energía durante las

reacciones nucleares.

La ecuación que relaciona la masa y la energía es.

Hay 2 tipos de reacciones nucleares:



E= energíam=masac=velocidad de la luz

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3mico

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

La fisión de 1Kg de Uranio libera una cantidad de energía, equivalente a la explosión

de 20 000 toneladas (TNT).

A) Armas nucleares



Es una reacción que sólo ocurre en núcleos pesados de elementos radioactivos. Al ser bombardeados con neutrones, los núcleos se dividen formando otros más pequeños y estables.Se produce una reacción en cadena (Cuando los neutrones que se liberan producen la fisión de otros núcleos)

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.quintadimension.com/0pics/cineytv/bomba1.jpg&imgrefurl=http://www.quintadimension.com/article322.html&h=222&w=200&sz=14&hl=es&start=7&tbnid=hJUOEoOYFO8e8M:&tbnh=107&tbnw=96&prev=/images%3Fq%3Dbomba%2B%2Batomica%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DG%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5

Al fusionarse 1 gramo de hidrógeno se libera una cantidad de energía equivalente a la

que se produce al quemar 17 000Kg de carbón

La fusión nuclear ocurre de manera continua en el sol y en general en todas las

estrellas.



Es una reacción que ocurre cuando se combinan núcleos pequeños para formar

núcleos pesados más estables.

La fusión nuclear ocurre cuando los isótopos del hidrógeno

(deuterio y tritio) se unen formando helio y liberando un

neutrón.

En este proceso se libera una gran cantidad de energía

La bomba atómica y termonucleares, se fundamentan en una reacción de fisión

explosiva y se emplearon por primera vez en Hiroshima y Nagasaki, durante la Segunda

Guerra Mundial.

Después de la Segunda Guerra Mundial se desarrolló una segunda generación de

bombas termonucleares, llamadas bombas de hidrógeno, más potentes y destructivas

que las de fisión, que se fundamenta en reacciones de fusión de hidrógeno pesado

activadas por una reacción de fisión previa ,la primera detonación de una bomba de

hidrógeno fue el 1 de noviembre de 1952. Más tarde

A partir del 1974 se construyeron las llamadas bombas de neutrones, con menor

capacidad explosiva aunque con radiación intensiva de neutrones.

La bomba de neutrones (bomba N) es una bomba derivada de la bomba de Hidrógeno.

Es una bomba de radiación directa incrementada o bomba de radiación forzada



http://es.wikipedia.org/wiki/1952

http://es.wikipedia.org/wiki/1_de_noviembre

http://es.wikipedia.org/wiki/Deuterio

http://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_Mundial

http://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_Mundial

http://es.wikipedia.org/wiki/Nagasaki

http://es.wikipedia.org/wiki/Hiroshima

http://es.wikipedia.org/wiki/Fisi%C3%B3n_nuclear

EFECTOS DE LAS BOMBAS NUCLEARES:

El primero de estos efectos es que la radioactividad liberada

en caso de holocausto penetraría en todos y cada uno de los

seres vivos (y en el mar, la tierra y el aire). Mientras que en

dosis altas (según la especie) produciría la muerte, en otras

más bajas los efectos serían de lo más variados (mutaciones,

esterilidad...)

El segundo sería que los materiales impulsados por las detonaciones se elevarían

hasta la troposfera donde ocultarían la luz del sol durante meses o años, haciendo

bajar la temperatura de la tierra y alterando la fotosíntesis de los vegetales y el

plancton marino: sería el famoso invierno nuclear.

Además estos materiales radiactivos irían cayendo durante meses o años

convirtiéndose en una lluvia radiactiva global que, aún con menos dosis

radiactiva que una lluvia provocada por una bomba, sería global. Algunos

productos radiactivos son inofensivos a los pocos segundos u horas, pero otros son

perjudiciales durante miles o millones de años.

Ese 5% de energía liberada por la lluvia radiactividad en una bomba es poco, pero

en los 10.000 megatones de un holocausto suponen ya 500 megatones que irán

"estallando" durante miles de años después de la catástrofe.

El tercero sería una reducción en la capa de ozono producida por el óxido de

nitrógeno generado por las bolas de fuego, de modo que la radiación solar que

llegase a la tierra sería mortal. Un 70% del ozono desaparecería en el hemisferio

norte y un 40% en el sur, siendo necesarios 30 años para recuperar su estado

normal.





FÍSICOS NOTABLES

ARQUÍMEDES: Descubrió el modo de medir el volumen y la masa de los objetos irregulares, lo cual se llama PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES. Es considerado uno de los físicos más grande de la humanidad.

GALILEO GALILEI: Es considerado PADRE DE LA FÍSICA. Introdujo la observación y la experimentación en el trabajo científico.

ISAAC NEWTON El genio más extraordinario que descubre las leyes de LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL.

ALBERT EINSTEIN Científico más famoso de la historia autor de la TEORÍA DE LA RELATIVIDAD y de la hipótesis corpuscular de la luz, gano el premio Nobel de Física por su explicación del efecto fotoeléctrico.

STEPHEN WILLIAM HAWKING: Famoso por sus trabajos realizados a fin de integrar la TEORÍA DE LA RELATIVIDAD CON LA TEORÍA CUÁNTICA. Y por sus aportaciones íntegramente relacionadas con la Cosmología ha escrito “Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros”.

BIBLIOGRAFÍA

FÍSICA GENERAL Goñi Galarza

FÍSICA Walter Perez Terrel

FÍSICA UNIVERSITARIA Sears- Zemansky – Young

FÍSICA Jorge Mendoza Dueñas

FÍSICA Santillana

FÍSICA Gustavo Estremadoyro

PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA Mario Zapana Brillante

PROBLEMAS DE FÍSICA José Huisa de La Cruz

INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA (I - II) Maiztegui y Sabato

FÍSICA Felix Aucallanchi



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