Luz y sonido en el medio ambiente

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

LUZ Y SONIDO

CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR RUIDO

EL APARATO AUDITIVO

EL OJO HUMANO

LA CÁMARA FOTOGRAFICA

Nombre : Luis Callirgos Capia

Año y sección : IIº “F”

Profesora : Marleny Valle Rojas

Curso : Ciencia, Tecnología y Ambiente

Fecha de entrega : Lunes, 21 de mayo del 2007

Año : 2007

II BIMESTRE

INTRODUCCIÓN:

En este trabajo se van a poder apreciar los siguientes temas, la luz, el sonido, lo que produce en el ambiente y lo que nos produce a nosotros la contaminación ambiental por sonido.

También vamos a poder ver las fuentes del ruido, de donde proviene la contaminación ambiental por ruido y las consecuencias que nos pueden afectar a nosotros.

Se puede apreciar también las partes, características y como actúa el ojo humano, también se puede ver la forma de captación de la luz.

También se encuentran las partes y la descripción de una cámara fotográfica, la forma en que captura la luz y como se revelan los negativos de las imágenes de la cámara.

Se encuentran las partes, características e importancia de el oído humano.

I. LA LUZ

1. Introducción histórica.

El estudio de la visión comienza cuando el hombre trata de explicar el fenómeno de la visión considerándolo como una facultad anímica que le permite relacionarse con el mundo exterior.

Para las civilizaciones antiguas la percepción visual requería un "algo" que enlazara nuestro espíritu con el objeto visto, y así la escuela atomista sostenía que la visión se producía porque los objetos emiten "imágenes" que desprendiéndose de ellos, venían a nuestra alma a través de los ojos. La escuela pitagórica sostenía, por el contrario, que la visión se producía por medio de un "fuego invisible" que saliendo de los ojos, a modo de tentáculo, iba a tocar y explorar los objetos. Hasta trece siglos después, con el árabe Alhazen (965-1039 d.C.), no hay indicios del menor progreso. Alhazen sienta la idea de que la luz procede de los objetos o que va del Sol a los objetos y de éstos a los ojos.

Hoy en día las propiedades físicas de la luz, en las que se basa el sistema visual para recoger información sobre el mundo que nos rodea, son mejor conocidas.

2. Características físicas de la luz.

La luz es una radiación electromagnética visible para nuestros ojos. Esta radiación la podemos describir bien considerando un modelo corpuscular, bien considerando un modelo ondulatorio. En el primer caso podemos considerar que la luz esta compuesta por pequeñas partículas denominadas fotones, cuya masa en reposo es nula y que representan unidades o cuantos de energía. En el segundo caso, la luz al igual que cualquier otra onda, puede ser caracterizada en términos de su longitud de onda (distancia sucesiva entre dos ondas), frecuencia (número de ondas por espacio de tiempo) y amplitud (diferencia entre los picos máximos y mínimos).

La cantidad de energía de una radiación electromagnética es proporcional a su frecuencia. Las radiaciones emitidas a frecuencias altas (longitudes de onda cortas) poseen la mayor cantidad de energía. Un ejemplo de ello son las radiaciones gamma y los Rayos X, con longitudes de onda menores de 10 -9(<1 nm). Por el contrario la radiaciones con frecuencias mas bajas (longitudes de onda mas largas) tales como las emitidas por los radares y las ondas de radio (con longitudes de onda mayores de 1 mm) poseen menor cantidad de energía.

Nuestro sistema visual sólo es capaz de detectar una pequeña parte del espectro electromagnético. Así la retina humana sólo puede detectar longitudes de onda comprendidas entre los 400-700 nm. Como fue demostrado por Isaac Newton (1642-1726) en la primera mitad del siglo XVIII, la mezcla de las diferentes longitudes de onda en este rango emitidas por el Sol, corresponde al color que percibimos como blanco, mientras que cuando la luz posee sólo una determinada longitud de onda la percibimos como uno de los colores del arco iris. Es interesante destacar que un color de los que denominamos "caliente" como el rojo o naranja, esta formado por radiaciones de longitud de onda larga, y por tanto posee menor energía que colores que son considerados "fríos" como el azul o el violeta.

3. Leyes Ópticas.

La luz no es más que una radiación electromagnética. En el vacío las radiaciones electromagnéticas viajan en línea recta y así pueden ser descritas como rayos de luz. En nuestro medio, los rayos de luz viajan también en línea recta hasta que interaccionan con los átomos o moléculas de la atmósfera y otros objetos. Estas interacciones dan lugar a los fenómenos de reflexión, absorción y refracción.

- Reflexión: Cuando los rayos de luz llegan a un cuerpo en el cual no pueden continuar propagándose, salen desviados en otra dirección, es decir, se reflejan. La forma en que esto ocurre depende del tipo de superficie sobre la que inciden y del ángulo que forman sobre la misma.

Así las superficies pulidas reflejan de una forma regular la mayor parte de las radiaciones luminosas que les llegan mientras que las superficies rugosas actúan como si estuvieran formadas por infinidad de pequeñas superficies dispuestas irregularmente y con distinta orientación, por lo que las direcciones de los rayos reflejados son distintas. La mayor parte de lo que nosotros vemos es luz que ha sido reflejada por los objetos situados en nuestro entorno. Por tanto los objetos reciben directamente la luz del Sol, reflejándola o difundiéndola hacia otros objetos que se encuentran en la sombra.

- Absorción: Existen superficies y objetos que absorben la mayor parte de las radiaciones luminosas que les llegan. Estos objetos se ven de color negro. Otros tipos de superficies y objetos, absorben sólo unas determinada gama de longitudes de onda, reflejando el resto.

Esto sucede por ejemplo con los pigmentos que se utilizan en las técnicas de pintura. Por ejemplo un pigmento rojo absorbe longitudes de onda cortas pero refleja un determinado rango de longitudes de onda larga, cuyo pico se centra alrededor de los 680 nm, por lo que se percibe como rojo. Como veremos más adelante, las células sensibles a la luz de la retina, los fotorreceptores, contienen pigmentos visuales que utilizan esta propiedad para generar cambios en su potencial de membrana. Distintos tipos de pigmentos a nivel de los fotorreceptores dan lugar a la visión en color propia de muchos animales.

- Refracción: El cambio de dirección que sufren los rayos luminosos al pasar de un medio a otro, donde su velocidad es distinta, da lugar a los fenómenos de refracción: Así si un haz de rayos luminosos incide sobre la superficie de un cuerpo transparente, parte de ellos se reflejan mientras que otra parte se refracta, es decir penetran en el cuerpo transparente experimentando un cambio en su dirección de movimiento. Esto es lo que sucede cuando la luz atraviesa los medios transparentes del ojo para llegar hasta la retina.

II. EL SONIDO

Sonido, fenómeno físico que estimula el sentido del oído. En los seres humanos, esto ocurre siempre que una vibración con frecuencia comprendida entre unos 15 y 20.000 hercios llega al oído interno. El hercio (Hz) es una unidad de frecuencia que corresponde a un ciclo por segundo. Estas vibraciones llegan al oído interno transmitidas a través del aire, y a veces se restringe el término “sonido” a la transmisión en este medio. Sin embargo, en la física moderna se suele extender el término a vibraciones similares en medios líquidos o sólidos. Los sonidos con frecuencias superiores a unos 20.000 Hz se denominan ultrasonidos. Ver Ultrasónica.

Este artículo se ocupa de este campo de la física en líneas generales. Para lo relativo a la ciencia arquitectónica del diseño de estancias y edificios con propiedades adecuadas de propagación y recepción del sonido, véase Acústica. Para lo relativo a la naturaleza del proceso fisiológico de la audición de sonidos y la anatomía del mecanismo de audición en personas y animales, véase Oído. En cuanto a las propiedades generales de la producción y propagación de ondas vibracionales, entre ellas las ondas de sonido, véase Movimiento ondulatorio; Oscilación.

En general, las ondas pueden propagarse de forma transversal o longitudinal. En ambos casos, sólo la energía y la cantidad de movimiento del movimiento ondulatorio se propagan en el medio; ninguna parte del propio medio se mueve físicamente a una gran distancia. Por ejemplo, imaginemos que atamos firmemente una cuerda a un poste por un extremo, la estiramos sin tensarla del todo y sacudimos el otro extremo. Una onda se desplazará por la cuerda hacia el poste, donde se reflejará y volverá hacia la mano. En realidad, ninguna parte de la cuerda se mueve longitudinalmente hacia el poste, pero todas las partes de la cuerda se mueven transversalmente. Este tipo de movimiento ondulatorio se denomina onda transversal.

Del mismo modo, si tiramos una piedra a un estanque, una serie de ondas transversales se propaga desde el punto

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