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Investigación

Campos Magneticos by Cinthya Citlaly Sanchez Castro

Preguntas

¿Que son los colores?

Es la impresión producida por un tono de luz en los órganos visuales, o más exactamente, es una percepción visual que se genera en el cerebro de los humanos y otros animales al interpretar las señales nerviosas que le envían los foto receptores en la retina del ojo, que a su vez interpretan y distinguen las distintas longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro electromagnético.

¿Que tiene que ver la luz con la formación de los colores?

La materia se comporta de distintas formas cuando interacciona con la luz:

- Transparentes: Permiten que la luz se propague en su interior en una misma dirección, de modo que vuelve a salir. Así, se ven imágenes nítidas. Ejemplos: Vidrio, aire, agua, alcohol, etc.

- Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, pero no permiten que los atraviese. Por tanto, no se ven imágenes a su través. Ejemplos: Madera. metales, cartón, cerámica, etc.

- Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y permiten que se propague parte de ella, pero la difunden en distintas direcciones. Por esta razón, no se ven imágenes nítidas a su través. Ejemplos: folio, tela fina, papel cebolla, etc.

La luz blanca se compone de los diferentes colores del arco iris: violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo.

¿Por que los seres humanos podemos percibir los colores?

 Nuestro sentido de la visión nos permite distinguir una amplia variedad decolores. La vista es el sentido que más utilizamos y del que mayor dependencia tenemos en casi todas las actividades, por lo que raramente nos preguntamos cómo funciona. Para comprender cómo percibimos los colores antes que nada debes saber qué son los colores y cómo se forman

¿Que relación tiene la frecuencia de la luz con la formación y la percepción de los colores? 

La luz se mueve en el vacío aproximadamente a 300.000 km/s, y mientras no interactúa con la materia y llega a nuestros ojos no la vemos. El espacio está lleno de luz y sin embargo lo vemos oscuro.

Cuando una radiación luminosa incide sobre un cuerpo parte de la luz se refleja, parte se transmite a través de él y el resto, correspondiente a determinadas longitudes de ondas, es absorbida por el cuerpo.

Dentro de las sustancias transparentes la luz va a menor velocidad que en el vacío y una parte de ella siempre es absorbida debido a su interacción con los electrones de la materia. Podemos ver la luz difundida por la superficie (luz reflejada) o la transmitida por el cuerpo si es traslúcido. Al interactuar la luz con la materia es cuando se produce el color.

La percepción de la luz y el color se rige por mecanismos extraordinariamente complejos y ricos en detalles en los que el ojo en sí mismo no es un mero captador de señales que se envían al cerebro, sino un dispositivo capaz de pre-procesar la señal recibida. 

La retina del ojo humano tiene cuatro tipos de células sensibles a la luz. Tres de ellas, las denominadas conos, tienen distintas sensibilidades a las radiaciones del espectro, e intervienen en la visión normal (fotópica) y en la percepción de los colores. 

El cuarto tipo de células, los bastones, son extraordinariamente sensibles a la luz de intensidad muy baja, y colaboran a la visión en semi-oscuridad (en la denominada visión nocturna o escotópica), pero no tienen influencia en la formación de imágenes en condiciones normales de iluminación. Existen unos 6 millones de conos y 100 millones de bastones en cada ojo, aunque su distribución no es uniforme. La mayor concentración se produce en la mácula, que es la zona donde percibimos mayor finura en los detalles.

¿Si esta oscuro, por que no vemos los colores?

La luz, que puede entenderse como pequeñas partículas llamadas fotones, llega a nuestra retina donde produce una excitación en nuestras células fotoreceptoras que éstas transforman en impulsos eléctricos que el cerebro se encarga de procesar y convertir en imágenes. 

En concreto tenemos dos tipos de células fotoreceptoras; los conos(color azul en el vídeo), capaces de distinguir colores; y los bastones(color negro), mucho más sensibles a la luz pero sin distinción de colores. 

Además existen muchas otras partes implicadas en el proceso de visión, pero que para nuestra explicación son superfluos, si acaso mencionaremos el cristalino que actúa de lente enfocando las imágenes.

Con esto ya podemos entender que cuanta menos luz, menos fotones nos llegarán, menos estímulos recibe el cerebro y por lo tanto menos información en forma de imágen tenemos disponibles; sencillo.

¿Los objetos ya tienen los colores definidos?

El color de un objeto depende de lo que le sucede cuando la luz incide sobre él. Los diferentes materiales absorben algunos colores y reflejan otros. Los colores que vemos son los colores reflejados por el objeto. Por ejemplo, una hoja de color verde absorbe todos los colores excepto el color verde. La hoja refleja el color verde y ése es el color que vemos. Las cosas de color negro absorben todos los colores y no reflejan ninguno. Las cosas de color blanco reflejan todos los colores. Un filtro cromático absorbe ciertos colores de la luz y deja pasar otros.

Los colores rojo, azul y verde son los colores primarios de la luz. Al mezclar estos colores se pueden producir todos los colores del espectro. La retina del ojo tiene células sensibles a los colores de la luz. Algunas células responden sólo al rojo. Otras responden al verde. Hay otras células que responden solamente al color azul. Si sobre la retina inciden cantidades iguales de luz roja, azul y verde, vemos blanco. Pero cuando sólo inciden el rojo y el verde, vemos amarillo.

Los colores que resultan de mezclar pigmentos son diferentes de los colores que resultan de mezclar luces de colores. El magenta, el cian y el amarillo son llamados pigmentos primarios. Un objeto que tenga cualquiera de estos colores absorbe un color primario de la luz y refleja los otros dos. Cuando se mezclan apropiadamente estos pigmentos se puede crear el color que se desee al reflejar una mezcla de los colores primarios de la luz. La mayoría de los colores que vemos son combinaciones de dos o más colores.

Conclusión sobre los colores

Los colores no son más que un producto de la mente. El cerebro ve diferentes colores cuando el ojo humano percibe diferentes frecuencias de luz. La luz es una radiación electromagnética, igual que una onda de radio, pero con una frecuencia mucho mas alta y una longitud de onda más corta.El ojo humano sólo está capacitado para percibir un rango limitado de estas frecuencias, intervalo que se denomina “espectro visible de la luz”, y que abarca desde los tonos rojos del orden de los 705 nanómetros (nm) hasta los tonos azul violáceos del orden de los 385 nm, pasando por todos los colores intermedios.



La retina del ojo está cubierta por pequeños receptores sensibles a la luz, es decir, por una serie de células visuales denominadas bastoncillos y conos. Los bastoncillos son sensibles a la luz, pero no al color. Utilizamos los bastoncillos para ver con escasa iluminación -en la oscuridad todo se percibe como blanco y negro.

Los conos son menos sensibles a la luz, pero pueden percibir los colores. Hay tres tipos de conos, cada uno de los cuales es especialmente sensible a una parte específica del espectro visible: a los colores rojos, a los verdes y a los azules, respectivamente. Esta combinación permite percibir todos los colores del espectro visible -aproximadamente 10 millones de matices o sombras, muchos más de los que se pueden reproducir en la impresión en cuatricomía.

Optica Ondulatoria

Óptica:

Es la parte de la física que estudia el comportamiento de la luz y los fenómenos que produce. como por ejemplo los anteojos que ayudan a corregir los problemas visuales.

Óptica Geométrica: 

Es conocida como óptica de rayos. Es la que estudia los fenómenos de la naturaleza corpuscular que se origina cuando la luz se considera como cuando se encuentran con obstáculos como espejos a eso se le llama reflexión.

Teoría Corpuscular:

Indica que la luz esta formada por corpúsculos (Partículas)  emitido por cuerpos luminosos como una flama o el sol.

Teoría Ondulatoria de Huygens:

Se ocupa de los fenómenos de difracción, interferencia y polarización, que pueden explicarse       admitiendo la naturaleza ondulatoria de la luz. Supone que la luz se propaga según ondas             transversales. Los rayos luminosos son las trayectorias perpendiculares a la superficie de la onda. 

Teoría Electromagnética: 

    Consiste en el análisis de los campos eléctricos y magnéticos, su comportamiento sobre los                 diferentes medios y que permiten el funcionamiento y operación de los dispositivos y sistemas             eléctricos o electrónicos.

    Teoría Cuántica:

     Es una disciplina de la física que aplica los principios de la mecánica cuántica a los sistemas                clásicos de campos continuos, por ejemplo, el campo electromagnético. Una consecuencia                  inmediata de esta teoría es que el comportamiento cuántico de un campo continuo es equivalente        al de un sistema de partículas n 1 cuyo número no es constante, es decir, que pueden crearse o            destruirse. También se la denomina teoría de campos cuánticos.

    Comportamiento Dual de la Luz:

     La luz tiene una doble naturaleza se comporta como ondas electromagnéticas al momento de              propagarse  y la otra de forma postular al momento de actuar sobre la materia. La luz se comporta      como una onda y como una partícula. Las partículas de luz se llaman “fotones” cuya energía es 

     E = h      • ν siendo “h” la constante de Planck y “ν” la frecuencia de la luz considerada }

     Propiedades de la luz:

     Algunas propiedades de la luz dependen del tipo de fuente luminosa que las emita, como el color,        la intensidad. Sin embargo, existen otras propiedades como la reflexión y la refracción, que son          comunes a todos los tipos de la luz.

• La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca contra un cuerpo.
• Los espejos son cuerpos opacos, con una superficie lisa y pulimentada, capaces de reflejar la luz que reciben.
• Los espejos pueden ser planos o esféricos.
• Los espejos planos forman imágenes igual de grandes que los objetos que las originan.
• Los espejos esféricos forman imágenes distorsionadas.
• La refracción de la luz. Es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando pasa de un medio a otro diferente, por ejemplo, cuando pasa del aire al agua.
• La refracción de la luz sirve para ver los objetos con un tamaño diferente del real. Esto se consigue con el uso de lentes.
• Las lentes son cuerpos trasparentes con la superficie curva que refractan la luz. Pueden ser: 
Convergentes. Hacen que los rayos se junten. Las lupas son lentes convergentes. Divergentes. Hacen que los rayos se separen.

Fuentes de la producción de la luz:

          Son las herramientas principales de las que los profesionales del audiovisual nos valemos para             nuestro trabajo; independientemente de cómo las use cada uno, lo cierto es que es fundamental           conocer de las herramientas de las que disponemos. La herramienta fundamental es la luz, y                  por lo tanto nos podemos valer de cualquier cosa que emita, transforme o elimine luz.

          Fotométria:

         se encarga del estudio de la estimulación óptica que logra realizar la radiación electromagnética,          es decir, mide la capacidad de la luz para incidir un brillo que estimule al ojo humano,                          permitiéndonos identificar las longitudes de ondas de luz que pueden ser perceptibles por el               sentido    de la vista, esto nos permite crear una tabla de las diferentes longitudes de onda a las             que es sensible el ojo llamado “espectro visible” el cual oscila entre 400 y 750 mm.

Ejercicio

Un sistema termodinámico intercambia energía con los alrededores.

a) Calcular la variación de la energía interna cuando absorbe 90 cal, y realiza un trabajo de 420 joule sobre los alrededores.




                  1j. ------- 0.24 cal.














b) Absorbe 200 cal. y los alrededores realizan un trabajo sobre este de 520 joule.                                     
                                                                          375 j--------------- 90 cal

     

c) Libera 75 cal. y los alrededores realizan un trabajo sobre este de 312.5 joule.

Preguntas

Explicar con sus propias palabras que pasa con el volumen, la presión y temperatura en cada uno de los procesos termodinámicos.

Proceso isotérmico.


la presión es el resultado de todos esos empujones… si hay el doble de empujones cada segundo, ¡la presión se habrá duplicado! Cuando el pistón haya bajado a la mitad de su altura inicial, es decir, cuando el volumen sea la mitad, se alcanzará de nuevo el equilibrio. Por un lado, ahora hay el doble de presión sobre el gas, con cuatro pesas en vez de dos, pero la reducción del volumen ha duplicado la presión que ejerce el gas, con lo que el pistón se quedará de nuevo quieto sin que tengamos que utilizar nuestros topes para conseguirlo


Proceso isobárico.

Al aumentar la temperatura, las moléculas del gas empezarán a moverse más y más rápido, y los impactos sobre el pistón serán más frecuentes y más intensos, como sucedía cuando manteníamos el volumen constante. Sin embargo, ahora lo que permanece constante es la presión de las pesas, y el pistón puede moverse. con lo que irá ascendiendo, empujado por impactos que las pesas no pueden compensar. Pero, según el pistón sube, los impactos tardan más en producirse, ya que las moléculas tienen que recorrer mayor distancia media entre impacto e impacto, con lo que llega un momento en el que las pesas pueden compensar la presión del gas.


Proceso isocórico


fijar el volumen de gas en nuestra máquina, pero eso lo tenemos muy fácil gracias a su revolucionario diseño: no tenemos más que fijar los topes sobre el pistón, evitando que pueda moverse, y el volumen será necesariamente constante durante el proceso (que será, por tanto, isocórico). Si modificamos entonces la presión o la temperatura (cambiando el número de pesas o alterando la temperatura del foco térmico) podremos ver qué le sucede a la otra magnitud variable.

Explicar por que cada proceso tiene diferente pared 

Pared diatérmicas:

Es una conductora de calor, ésta permite el intercambio de calor entre el sistema y sus alrededores y al revés.

Pared adiabática:

Es caracterizada por no permitir la interacción térmica del sistema con los alrededores. Es construida de materiales no conductores del calor como porcelana o asbesto.

Cual es la unidad de medida del calor y trabajo. ¿Por que tienen una equivalencia?

El calor es una forma de energía, y sus unidades de medida son el Joule (J) y la caloría (cal) (1 cal = 4,186 J) que fue definida en su momento para el calor cuando no se había establecido que era una forma de energía.

Se considera un gas contenido en un cilindro provisto de un pistón, sobre el cual actúa la presión atmosférica P, cuando la temperatura del gas aumenta, el gas se expande a presión constante, cuando el gas se expande ejerce una fuerza F sobre el pistón y le produce un incremento en su volumen ∆V, de tal modo que el trabajo realizado por el gas sobre el pistón está dado por:    W = P*∆V
La relación entre la cantidad de calor producido y el trabajo realizado es una constante llamada equivalente mecánico del calor.

Como se considera el trabajo en cada uno de los procesos termodinámicos.

Proceso adiabático.

Se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico.

Proceso isotérmico.

En este proceso la temperatura permanece constante. Como la energía interna de una gas ideal sólo es función de la temperatura, en un proceso isotérmico de un gas ideal la variación de la energía interna es cero (∆U= 0) La curva hiperbólica se conoce como isotérmica.

Proceso isobárico.

Es un proceso termodinámico en el cual la presión permanece constante, en este proceso, como la presión se mantiene constante, se produce una variación en el volumen y por tanto el sistema realiza trabajo o se puede realizar trabajo sobre el sistema.

Proceso isocórico

En este proceso el volumen permanece constante, es decir que en este tipo de proceso el volumen no varía y por tanto el trabajo es igual a cero, lo que significa que W= 0.