Magnitud y medidas Magnitud es algo cuantificable, es decir, medible. Las magnitudes pueden ser directamente apreciables por nuestros sentidos, como los tamaños y pesos de las cosas, o más indirectas (aceleraciones, energías). Medir implica realizar un experimento de cuantificación, formalmente con un instrumento especial (reloj, balanza, termómetro)
MEDIDA DE MAGNITUDES. CLASIFICACIÓN:
a. MEDICIÓN DE MAGNITUDES:
Magnitud: Toda propiedad de un cuerpo que se puede medir. Ej.: longitud, tiempo, temperatura.
Medir: Consisten en comparar una magnitud con otra similar que tomamos como unidad, y comprobar cuántas veces contiene la magnitud a dicha unidad. El resultado de una medida es siempre un número y una unidad.
La fuerza se puede definir desde el punto de vista dinámico como la causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. También se puede definir como la causa capaz de producir deformaciones en los sistemas sobre los que actúa.
Elasticidad.-No presupone ninguna particularidad en la geometría del sólido que pudiera conducir a simplificaciones aproximadas del modelo. Sus resultados son por tanto de aplicación a sólidos de cualquier geometría. Habitualmente, en especial al abordar un primer estudio, suelen asumirse un conjunto de hipótesis que por una parte simplifican el modelo, y por otra parte se adaptan bien al comportamiento del acero y de otras aleaciones metálicas. En concreto supondremos material homogéneo (las propiedades son iguales en distintos puntos) e isótropo (en cualquier punto dado las propiedades no dependen de la dirección de observación), comportamiento elástico (el sólido recupera su forma inicial tras la descarga) y lineal (existe proporcionalidad entre cargas y desplazamientos), pequeños desplazamientos y cambios de forma (lo bastante para que sea buena aproximación plantear el equilibrio en la configuración indeformada), y ausencia de efectos dinámicos.
Leyes de Newton
PRIMERA LEY: Si la fuerza resultante que actúa en una partícula es cero, la partícula permanecerá en reposo (si inicialmente se encuentra en reposo) o se moverá con velocidad constante en un movimiento rectilíneo (si inicialmente se encontraba en movimiento)
Resistencia y estructura de los huesos Estructura de los huesosEl hueso o tejido óseo está constituido por una matriz en la que se encuentran células dispersas. La matriz está constituida por 25% de agua, 25% de proteínas y 50% de sales minerales.
Con cuatro tipos de células:
Células osteoprogenitoras: células no especializadas derivadas del mesénquima, el tejido del que derivan todos los tejidos conjuntivos. Se encuentran células osteoprogenitoras en la capa interna del periostio (tejido que rodea exteriormente al hueso), en el endostio y en los canales del hueso que contienen los vasos sanguíneos. A partir de ellas se general los osteoblastos y los osteocitos
Las células musculares están altamente especializadas en una única tarea, la contracción, y es esta especialización en su estructura y función lo que convierte al músculo en el prototipo para el estudio del movimiento a nivel molecular y celular. Existen tres tipos distintos de células musculares en los vertebrados: músculo esquelético, responsable de todos los movimientos voluntarios; músculo cardíaco, que bombea la sangre desde el corazón; y músculo liso, responsable de los movimientos involuntarios de órganos tales como el estómago, intestino, útero y vasos sanguíneos. Tanto en el músculo esquelético como en el músculo cardíaco, los elementos contráctiles del citoesqueleto aparecen en estructuras altamente organizadas que dan lugar al patrón característico de estriaciones transversales. La caracterización de estas estructuras en el músculo esquelético es lo que nos ha permitido comprender la contracción muscular, y otros movimientos celulares basados en la actina, a nivel molecular.
Extraido de: Aquí Una articulación es la unión entre dos o más huesos, un hueso y cartílago o un hueso y los dientes.
La parte de la anatomía que se encarga del estudio de las articulaciones es la artrología. Las funciones más importantes de las articulaciones son de constituir puntos de unión entre los componentes del esqueleto (huesos, cartílagos y dientes) y facilitar movimientos mecánicos (en el caso de las articulaciones móviles), proporcionándole elasticidad y plasticidad al cuerpo, permitir el crecimiento del encéfalo, además de ser lugares de crecimiento (en el caso de los discos epifisiarios).
Para su estudio las articulaciones pueden clasificarse en dos enormes clases:
Por su estructura (morfológicamente):
Morfológicamente, los diferentes tipos de articulaciones se clasifican según el tejido que las une en varias categorías: fibrosas, cartilaginosas, sinoviales o diartrodias.
El ciclo de la marcha comienza cuando un pie hace contacto con el suelo y termina con eel siguiente contacto del mismo pie; a la distancia entre estos dos puntos de contacto con el suelo se le llama un paso completo.
Se divide al ciclo de la marcha en dos principales componentes: la fase de apoyo y la fase de balanceo. Una pierna está en fase de apoyo cuando está en contacto con el suelo después está en fase de balanceo cuando no toca contacta con el suelo.
Estas dos fases se van alterando de una pierna a la otra durante la marcha. En un paso completo, el apoyo sencillo se refiere al periodo cuando sólo una pierna está en contacto con el suelo.
El periodo de doble apoyo ocurre cuando ambos pies están en contacto con el sueño simultáneamente. La diferencia entre correr y caminar es la ausencia de un periodo de doble apoyo.
La mecánica de Fluidos estudia las leyes del movimiento de los fluidos y sus procesos de interacción con los cuerpos sólidos. Es una mezcla de teoría y experimento que proviene por un lado de los trabajos iniciales de los ingenieros hidráulicos, de carácter fundamentalmente empírico, y por el otro del trabajo básicamente matemáticos, que abordaban el problema desde un enfoque analítico.
La característica fundamental de los fluidos es la denominada fluidez. Un fluido cambia de forma de manera continua cuando esa sometido a un esfuerzo cortante, por muy pequeño que sea éste, es decir, un fluido no es capaz de soportar un esfuerzo cortante sin moverse durante ningún intervalo de tiempo. Unos líquidos se moverán más lentamente que otros, preo ante un esfuerzo cortante se moverán siempre. La medida de la facilidad con que se mueve vendrá dada por la viscosidad que se trata más adelante, relacionada con la acción de fuerzas de rozamiento. Por el contrario en un sólido se produce un cambio fijo y para cada valor de a fuerza cortante aplicada. En realidad algunos sólidos pueden presentar un cierto modo ambos comportamientos, cuando la tensión aplicada está por debajo de un cierto umbral presenta el comportamiento habitual, mientras que por encima de un cierta umbral el sólido puede plastificar, produciéndose una deformación más continua para una fuerza fija, de forma parecida a como ocurre en un fluido. Esto precisamente lo que ocurre en la zona de influencia. Si la fuerza persiste, se llega a la rotura del sólida.
Dentro de los fluidos, la principal diferencia entre líquidos y gases estriba en as distintas comprensibilidades de los mismo.
HIDRO: agua. ESTÁTICO: quieto, que no se mueve. Acá en hidrostática el agua va a estar quieta. Después vamos a ver agua en movimiento en la parte de hidrodinámica.
El tipo de enlace que hay entre las moléculas de un líquido hace sólo pueda ejercer fuerzas perpendiculares de comprensión sobre las paredes del recipiente y sobre la superficie de los objetivos sumergidos, sin importar la orientación que adopten esas superficies fronteras del líquido. La presión se interpreta como la magnitud de la fuerza normal ejercida por unidad de superficie y puede valer distinto en los diferentes puntos del sistema.
Al sumergidos en agua podemos sentir la presión aumenta con la profundidad. Nuestros oídos detectan este cambio de presión, pues recibimos que el líquido ejerce una fuerza normal de compresión mayor sobre la membrana del tímpano cuanto más hondo estamos. La sensación experimentada en una determinada profundidad es la misma, sin que importe la orientación de la cabeza; la presión es una magnitud escalar: no tiene asociada una dirección y un sentido. En cada punto existe un determinado valor de presión que está en relación con intensidad de la fuerza que el liquido ejerce perpendicularmente al tímpano, esté la cabeza erguida o acostada.
Un fluido se desplaza en el interior de un
tubo cuando la presión en el inicio es superior a la existente al final del tubo,
moviéndose desde una zona de mayor presión a una de menor presión. El flujo o
caudal depende directamente del gradiente o diferencia de presión entre esos
dos puntos e inversamente de la resistencia, en una relación similar a la de
Ohm para los circuitos eléctricos.
Es aquella parte de la biofísica que se
encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el interior de las
estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas, arteriolas y capilares
así como también la
Es la presión ejercida por la sangre
circulante sobre las paredes de los vasos sanguíneos, y constituye uno de los
principales signos vitales. La presión de la sangre disminuye a medida que la
sangre se mueve a través de arterias, arteriolas, vasos capilares, y venas; el
término presión sanguínea generalmente se refiere a lapresión arterial, es
decir, la presión en las arterias más grandes, las arterias que forman los
vasos sanguíneos que toman la sangre que sale desde el corazón. La presión
arterial es comúnmente medida por medio de unesfigmomanómetro, que usa la
altura de una columna de mercurio para reflejar la presión de circulación (ver
Medición no invasiva más abajo). Los valores de la presión sanguínea se
expresan en milímetros del mercurio (mmHg), a pesar de que muchos dispositivos
de presión vascular modernos ya no usan mercurio.
Presión sanguínea.
Aunque a la presión sanguínea se
la confunde con la presión arterial, se puede distinguir dos tipos de presión
sanguínea:
Presión venosa
Presión arterial: Tiene dos
componentes o medidas de presión arterial que son:
La tensión arterial se mide con dos
cifras. 120/80; donde 120 es la cifra superior mide la fuerza de la sangre en
las arterias cuando el corazón se contrae (late). Se la denomina presión
sistólica, 80 es la cifra inferior mide la fuerza de la sangre en las arterias
mientras el corazón esta relajado (llenándose con sangre entre medio de los
latidos) se la denomina presión diastólica. La presión arterial menor o igual a
120/80 es ideal. Paara las personas con diabetes o enfermedad renal, la presión
arterial menor a 130/80 es buena. Menor a 120/80 es ideal.
A) LEY DE LA VELOCIDAD. A medida
que las arterias se alejan y se van dividiendo, aumenta la superficie de
sección del sistema vascular. En otras palabras, al dividirse una arteria en
dos ramas, la suma de la superficie de sección de éstas es mayor que la superficie de sección de la arteria madre. De
este modo, a medida que se aleja la sangre del corazón, va ocupando un lecho
cada vez mayor, y tiene su amplitud máxima al nivel de los capilares.
El volumen
de agua del intravascular se podía calcular como el 5 % del peso corporal y
para un hombre de 70 kg, como unos 3,5 L de agua intravascular. El volumen
total ocupado por la sangre recibe el nombre de volemia y es el volumen de agua
y el volumen ocupado por los sólidos del plasma y los sólidos de las células
sanguíneas. La volemia es de unos 70 a 80 mL
La
conservación de un cierto volumen de aire en las vías respiratorias cuando ya
no somos capaces de expulsar más aire en la espiración forzada, es esencial
para mantener un equilibrio en la presión interna de los alvéolos, aspecto
vital para que los pulmones puedan mantener su actividad con normalidad.
Dependiendo de los diferentes niveles de profundidad de las fases inspiratoria y espiratoria de la respiración , se pueden diferenciar varios volúmenes de aire que se encuentran en nuestros pulmones en un momento determinado. Igualmente se puede hacer referencia a las diferentes capacidades pulmonares, cuando se suman varios valores.
Volumen de respiración pulmonar en reposo: cantidad de aire que inspiramos (o espiramos) en cada respiración en condiciones de reposo (500 mL de aire).
Volumen de reserva inspiratorio: cantidad máxima de aire que logramos introducir en nuestros pulmones después de realizar una inspiración normal (2500 mL de aire).
Volumen de reserva espiratorio: cantidad máxima de aire que logramos espirar después de finalizar una espiración normal (1200 mL de aire).
Volumen residual: cantidad de aire que se queda en los pulmones después de finalizar una espiración máxima y profunda (1200 mL de aire).
Capacidad pulmonar total: cantidad de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de realizar una inspiración máxima y profunda. La capacidad pulmonar total es el producto de la sumatoria de toso los volúmenes pulmonares (5400 mL de aire).
Capacidad vital pulmonar: cantidad máxima de aire que podemos respirar después de realizar una inspiración máxima y profunda (4200 mL de aire). Es el resultado de la sumatoria de todos los volúmenes pulmonares, exceptuando el volumen residual, cantidad de aire que nunca abandonará nuestros pulmones por muy grande que sea nuestro esfuerzo espiratorio.
Capacidad inspiratoria: cantidad máxima de aire que podemos inspirar después de finalizar una espiración normal en reposo (3000 mL de aire). Equivale a la sumatoria del volumen de ventilación pulmonar en reposo y del volumen de reserva inspiratorio.
Capacidad funcional residual: cantidad de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de finalizar una espiración normal en reposo (2400 mL de aire). Es la sumatoria del volumen de reserva espiratorio y del volumen residual.
En la siguiente imagen se muestran los diferentes volúmenes y capacidades pulmonares:
Para la Fisiología del Deporte o del Ejercicio Físico, la capacidad más importante es la Capacidad Vital Pulmonar (CVP), por cuanto es un índice fisiométrico, susceptible de ser mejorado mediante el entrenamiento; la CVP es un índice informativo del estado de entrenamiento en ciertos deportes, tales como la maratón y las distancias medias en atletismo, actividades o ejercicios físicos deportivos que demandan altas ventilaciones pulmonares durante tiempos prolongados.
La capacidad vital pulmonar (CVP), depende en mucho del desarrollo de la musculatura respiratoria. Los nadadores, por ejemplo, obligados a realizar la espiración debajo del agua, poseen una poderosa musculatura respiratoria y por ende presentan, entre los diferentes deportistas, los calores más altos de la capacidad vital pulmonar. En una persona sana no deportista la CVP puede ser de alrededor de los 4200 mL de aire; e un deportista muy bien entrenado la CVP puede oscilar entre los 6500-7500 mL de aire.
Los cantantes de ópera pueden presentar valores muy altos de la capacidad vital pulmonar. La CVP se puede medir con la ayuda de un espirómetro.
El ciclo
respiratorio consta de dos fases la inspiración y la espiración.
Durante la
inspiración el aire procedente del exterior penetra por las vías respiratorias
superiores e inferiores hasta llegar a las últimas divisiones que son los
alveolos. Existen alrededor de 300 millones de alveolos lo cual representa
alrededor de 150 millones por cada pulmón.
Es
el conjunto de estructuras que deben cruzar los gases entre el alveolo y el
capilar pulmonar. Está compuesta por 6 ítems que son los siguientes yendo desde
el alveolo hacia el capilar:
1. Una
monocapa de líquido que cubre la superficie interior del alveolo y que contiene
el surfactante (dipalmitoillecitina).
2. El
epitelio alveolar, formada por neumocitos tipo 1 y neumocitos tipo 2
Este
último sintetiza el surfactante.
3. La
membrana basal alveolar.
4. El
espacio intersticial entre alveolo y capilar pulmonar.
Contiene
una delgada capa de líquido. Drena vía capilares linfáticos – conducto torácico
– vena cava superior – aurícula derecha.
Extraído de Aquí Es
una red compleja de estructuras especializadas (encéfalo, médula espinal y
nervios) que tienen como misión controlar y regular el funcionamiento de los
diversos órganos y sistemas, coordinando su interrelación y la relación del
organismo con el medio externo.
El
sistema nervioso está organizado para detectar cambios en el medio interno y
externo, evaluar esta información y responder a través de ocasionar cambios en
músculos o glándulas. El sistema nervioso se divide en dos grandes subsistemas:
1) sistema nervioso central (SNC) compuesto por el encéfalo y la médula
espinal; y 2) sistema nervioso periférico (SNP), dentro del cual se incluyen
todos los tejidos nerviosos situados fuera del sistema nervioso central El SNC
está formado por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es la parte del sistema
nervioso central contenida en el cráneo y el cuál comprende el cerebro, el
cerebelo y el tronco del encéfalo o encefálico. La médula espinal es la parte
del sistema nervioso central situado en el interior del canal vertebral y se
conecta con el encéfalo a través del agujero occipital del cráneo. El SNC
(encéfalo y médula espinal) recibe, integra y correlaciona distintos tipos de
información sensorial. Además el SNC es también la fuente de nuestros pensamientos,
emociones y recuerdos. Tras integrar la información, a través de funciones
motoras que viajan por nervios del SNP ejecuta una respuesta adecuada.
Extraído de: aquí El Sistema Cuántico Bio-Eléctrico es una nueva
herramienta que analiza este fenómeno. La energía y la baja frecuencia
magnética del cuerpo humano se captan al sostener el sensor, y a continuación
el equipo las amplifica y las analiza mediante el microprocesador que
incorpora. Los datos se comparan con el espectro cuántico de resonancia
magnética estándar de enfermedades y de nutrición, así como con otros
indicadores incorporados en el equipo para diagnosticar si las formas de las
ondas presentan irregularidades a través del uso de la aproximación de Fourier.
De esta manera se puede realizar el análisis y diagnóstico del estado de salud
y obtener los principales problemas del paciente, también como distintas
propuestas estándares de curación o prevención, basándose en el resultado del
análisis de la forma de la onda.
Es
la interfase entre la medicina clínica y el propósito activo de la recuperación
funcional, que puede obtenerse con una observación dinámica de la enfermedad y
una potencial intervención.
Una
combinación de los medios farmacológicos y neurofisiológicos, unida a una gran
variedad de otras técnicas
rehabilitadoras, permite un mejor diagnóstico y tratamiento de los trastornos
motores, productivos por los procesos neurológicos, conduce a las bases
científicas de la medicina rehabilitadora.
entro
de las técnicas que pueden utilizarse para evaluar la función del sistema
neuromuscular, hay que destacar los estudios electromiográficos y el
biofeedback.
Extraído de aquí Es
un conjunto de cargas eléctricas, en concreto electrones , que se mueven a
través de un conductor. Para que este movimiento se produzca es necesario que
entre los dos extremos del conductor exista una diferencia de potencial
eléctrico.
Existen
dos tipos de corriente eléctrica:
ØCorriente continua: Los
electrones se desplazan siempre en el mismo sentido, del punto mayor
potencial(polo negativo) al de menor potencial (polo positivo)
ØCorriente alterna: Los
electrones al desplazarse cambian muchas veces de sentido en intervalos
regulares de tiempo. E la más utilizada, ya que es más fácil de producir y de
transportar
La Recomendación del CMSUE
dirigida a limitar la exposición a los CEM tiene por finalidad proteger al
organismo humano de los efectos conocidos y que pudieran ser motivo de riesgo
para la salud de los ciudadanos. Según definición de la Organización Mundial de
la Salud (OMS) la salud es un estado de bienestar físico, mental y social, no
meramente la ausencia de enfermedad o trastorno.
Un
efecto biológico se produce cuando la exposición a los CEM provoca una
respuesta fisiológica detectable en un sistema biológico. Un efecto biológico
es nocivo para la salud cuando sobrepasa las posibilidades de compensación
normales del organismo. Cuando un sistema vivo es sensible a CEM de una
determinada frecuencia, la exposición puede generar modificaciones funcionales
o incluso estructurales en el sistema. Por ejemplo, la pupila puede
experimentar una contracción cuando el ojo es expuesto a un CEM intenso con
frecuencias propias del espectro visible.
Una alta concentración intracelular de ión sodio resulta tóxica
para las células, por lo cual éstas deben expulsarlo nuevamente al exterior.
Como la membrana neuronal es impermeable a este ión, esta expulsión representa
un trabajo, es decir se requiere gasto de energía. esta energía es suministrada
por un proceso denominado bomba de sodio-potasio, la cual insumeATP(energía
química proveniente de la respiración celular)
FISIOLOGIA CELULAR
La célula, en tanto que unidad funcional de los seres vivos, está
capacitada para llevar a cabo las funciones características de éstos, a saber,
nutrición, reproducción y relación. Dicho de otro modo, las funciones que
caracterizan a los seres vivos también tienen su contrapartida a nivel celular.
La Fisiología celular se ocupa del estudio de estas funciones.
El sonido humanamente audible consiste
en ondas sonoras que se producen cuando las oscilaciones de
la presión del aire, son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y
percibidas por el cerebro.
La propagación del sonido
involucra transporte de energía sin transporte
de materia, en forma
de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso. Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua.
Si las vibraciones se producen en la
misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda
longitudinal y
si las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación es
una onda
transversal.
Las partículas del medio se comprimen
en las zonas de máxima amplitud de la ondulación y se separan en las de mínima
amplitud. Estas zonas se denominan compresión y rarefacción.
La rapidez de propagación del sonido
está relacionada con variables físicas propias del material como la densidad,
la temperatura, la elasticidad, presión, salinidad, etc.
La altura o tono. Está determinado por la
frecuencia de la onda. Medimos esta característica en ciclos por segundos o
Hercios (Hz). Para que podamos percibir los humanos un sonido, éste debe
estar comprendido en la franja de 20 y 20.000 Hz. Por debajo tenemos los
infrasonidos y por encima los ultrasonidos.
La intensidad. Nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.
Está determinado por la cantidad de energía de la onda. Los sonidos que
percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de
dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y
los resultados se expresan en decibeles (dB).
Extraído de Aquí La voz humana se produce por la vibración de
las cuerdas
vocales, lo cual
genera una onda sonora que es combinación de varias frecuencias y sus
correspondientes armónicos. La cavidad buco-nasal sirve para
crear ondas
cuasiestacionarias por
lo que ciertas frecuencias denominadas formantes. Cada segmento de sonido del habla
viene caracterizado por un cierto espectro o distribución de la energía
sonora en las diferentes frecuencias. El oído humano es capaz de identificar
diferentes formantes de dicho sonido y percibir cada sonido con formantes
diferentes como cualitativamente diferentes, eso es lo que permite por ejemplo
distinguir dos vocales.
Extraído de Aquí Comencemos por algunas consideraciones anatómicas básicas: El sistema auditivo periférico
está compuesto por el oído externo, el oído medio y el oído interno.
OÍDO EXTERNO.-
El
oído externo está compuesto por el pabellón, que concentra las ondas sonoras en
el conducto, y el conducto auditivo externo que desemboca en el tímpano. El
canal auditivo externo tiene unos 2,7 cm de longitud y un diámetro promedio de
0,7 cm. Por sus características anatómicas éste tiene una frecuencia de
resonancia natural entre los 4.500 Hz y los 5.000 Hz.
Extraído de: aquí La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas, sin embargo cuando interacciona con la materia se compotta como un haz de particulas (fotones). La luz se caracteriza por tres razones fundamentales:
1. Se propaga en línea resta
2. Se refleja cuando llega a una seperficie reflectante.
3. Cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro.
PROPIEDADES DE LA LUZ
La refracción: es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio. Este fenómeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes rapideces según el medio por el que viaja. El cambio de dirección es mayor, cuanto mayor es el cambio de rapidez, ya que la luz prefiere recorrer las mayores distancias en su desplazamiento por el medio que vaya más rápido. La ley de Snell relaciona el cambio de ángulo con el cambio de rapidez por medio de los índices de refracción de los medios.
Propagación y difracción:Una de las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que se propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la propagación de un rayo de luz a través de ambientes polvorientos o de atmósferas saturadas. La óptica geométrica parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado momento, a lo largo de su transmisión.
De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, obtendremos sobre ella la sombra del cuerpo. Si el origen de la luz o foco se encuentra lejos del cuerpo, de tal forma que, relativamente, sea más pequeño que el cuerpo, se producirá una sombra definida. Si se acerca el foco al cuerpo surgirá una sombra en la que se distinguen una región más clara denominada penumbra y otra más oscura denominada umbr
Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este fenómeno, denominado difracción, es el responsable de que al mirar a través de un agujero muy pequeño todo se vea distorsionado o de que los telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo.
Interferencia: La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la interferencia es con el denominado experimento de Young que consiste en hacer incidir luz monocromática (de un solo color) en una pantalla que tiene rendija muy estrecha. La luz difractada que sale de dicha rendija se vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y oscuras.
El fenómeno de las interferencias se puede ver también de forma natural en las manchas de aceite sobre los charcos de agua o en la cara con información de los discos compactos; ambos tienen una superficie que, cuando se ilumina con luz blanca, la difracta, produciéndose una cancelación por interferencias, en función del ángulo de incidencia de la luz, de cada uno de los colores que contiene, permitiendo verlos separados, como en un arco iris.
Reflexión y dispersión:Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos instantes su energía y a continuación la reemite en todas las direcciones. Este fenómeno es denominado reflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de la radiación se pierde, excepto la que se propaga con el mismo ángulo que incidió. Ejemplos simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un río (que tiene el fondo oscuro).
La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su rapidez es más lenta a otro más rápido, con un determinado ángulo. Se produce una refracción de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente. Esta reflexión es la responsable de los destellos en un diamante tallado.
Cuando la luz es reflejada difusa e irregularmente, el proceso se denomina dispersión. Gracias a este fenómeno podemos seguir la trayectoria de la luz en ambientes polvorientos o en atmósferas saturadas. El color azul del cielo se debe a la luz del sol dispersada por la atmósfera. El color blanco de las nubes o el de la leche también se debe a la dispersión de la luz por el agua o por el calcio que contienen respectivamente.
Polarización: El fenómeno de la polarización se observa en unos cristales determinados que individualmente son transparentes. Sin embargo, si se colocan dos en serie, paralelos entre sí y con uno girado un determinado ángulo con respecto al otro, la luz no puede atravesarlos. Si se va rotando uno de los cristales, la luz empieza a atravesarlos alcanzándose la máxima intensidad cuando se ha rotado el cristal 90° sexagesimales respecto al ángulo de total oscuridad.
También se puede obtener luz polarizada a través de la reflexión de la luz. La luz reflejada está parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de incidencia. El ángulo que provoca una polarización total se llama ángulo de Brewster.
Muchas gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores para eliminar reflejos molestos
El Espectro Electromagnético
La naturaleza de la luz ha sido estudiada desde hace muchos años por científicos tan notables como Newton y Max Plank. Para los astrónomos conocer la radiación electromagnética es un elemento clave debido a que toda la información que obtenemos de las estrellas nos llega a través del estudio de la radiación que recibimos de ellas. Como se ha dicho antes la naturaleza de la luz ha sido interpretada de diversas maneras:
1. Compuesta por corpúsculos que viajaban por el espacio en línea recta (teoría corpuscular - Newton - 1670)
2. Ondas similares a las del sonido que requerían un medio para transportarse (el eter) (teoría Ondulatoria - Huygens - 1678, Young, Fresnel)
3. Ondas electromagnéticas al encontrar sus características similares a las ondas de radio (teoría electromagnética - Maxwell - 1860)
4. Como paquetes de energía llamados cuantos (Plank). Finalmente Broglie en 1924 unifica la teoría electromagnética y la de los cuantos(que provienen de la ondulatoria y corpuscular) demostrando la doble naturaleza de la luz.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda (rayos gamma, rayos X), hasta las de mayor longitud de onda (ondas de radio).
Todas las radiaciones electromagnéticas se transmiten a la velocidad de la luz (300.000 km/segundo) y en forma de ondas.
Por lo cual, mientras más corta sea la longitud de onda, más alta es la frecuencia de la misma. Onda corta, significa alta frecuencia. Onda larga, baja frecuencia.
Desde un punto de vista teórico, el espectro electromagnético es infinito y continuo.
La energía electromagnética en una particular longitud de onda λ (en el vacío) tiene una frecuencia f asociada y una energía de fotón E. Por tanto, el espectro electromagnético puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos términos.
Por lo tanto, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y mucha energía mientras que las ondas de baja frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energía.
Rango del espectro
El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astrofísicas.
La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.
De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.
Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce. Las longitudes de onda de la radiación electromagnética, sin importar el medio por el que viajen, son, por lo general, citadas en términos de longitud de onda en el vacío, aunque no siempre se declara explícitamente.
Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio, microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de onda. Las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas, y las frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más largas. Cuando la radiación electromagnética interacciona con átomos y moléculas, su comportamiento también depende de la cantidad de energía por cuanto que transporta. La radiación electromagnética puede dividirse en octavas (como las ondas sonoras).
La espectroscopia puede descubrir una región mucho más amplia del espectro que el rango visible de 400 nm a 700 nm. Un espectroscopio de laboratorio común puede descubrir longitudes de onda desde 2 nm a 2500 nm. Con este tipo de aparatos puede obtenerse información detallada sobre las propiedades físicas de objetos, gases o incluso estrellas. La espectrometría se usa sobre todo en astrofísica. Por ejemplo, muchos átomos de hidrógeno emiten ondas de radio que tienen una longitud de onda de 21.12 cm.
