Semana 2

Semana 2

El sonido como ejemplo

Cuando se produce una perturbación periódica en el aire, se originan ondas sonoras longitudinales. Por ejemplo, si se golpea un diapasón
con un martillo, las ramas vibratorias emiten ondas longitudinales. El oído, que actúa como receptor de estas ondas periódicas, las interpreta como sonido.
El término sonido se usa de dos formas distintas. Los fisiólogos definen el sonido en término de las sensaciones auditivas producidas por perturbaciones longitudinales en el aire. Para ellos, el sonido no existe en un planeta distante. En física, por otra parte, nos referimos a las perturbaciones por sí mismas y no a las sensaciones que producen.

Algunas aplicaciones tecnológicas y en la salud de las ondas

El uso más habitual de las ondas de radio con efecto terapéutico se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz.
A diferencia de las corrientes alternas de frecuencia menor, las ondas de radio no tienen un efecto excito motor (estimulante del sistema neuromuscular), sino que producen en el organismo un efecto térmico. Gracias a las ondas de radio se dispone de un mecanismo para realizar una termoterapia en el interior del organismo de manera homogénea.

Microondas: Las ondas microondas tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es  la de los hornos. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo.
Las comunicaciones y el radar son otras dos aplicaciones de las microondas.

Infrarrojos: Los rayos infrarrojos se utilizan comúnmente en nuestra vida cotidiana: cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a distancia; en el supermercado, nuestros productos se identifican con la lectura de los códigos de barras; vemos y escuchamos los discos compactos... todo, gracias a los infrarrojos.

Los rayos X: Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación científica, la industria y la medicina.
El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas. Utilizando métodos de difracción de rayos X es posible identificar las sustancias cristalinas y determinar su estructura.

Rayos gamma: Los rayos gamma provenientes del cobalto 60 se utilizan para esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados por otros métodos, y con riesgos considerablemente menores para la salud.
Los rayos gamma también son utilizados en la radioterapia.

ONDAS Y PARTÍCULAS

Para explicar la radiación térmica Planck tuvo que suponer que la radiación tenía propiedades de partícula, por lo menos en ciertas circunstancias. Pero los físicos sabían bien que la luz se comportaba como una onda.

En la física de antes de la mecánica cuántica (llamada física clásica) ondas y partículas son cosas muy distintas.

Las ondas y las partículas no se parecen nada.

Sin embargo, Planck y Einstein descubrieron que la luz se comporta como onda en ciertas circunstancias y como partícula en otras. En 1924 Louis de Broglie, un físico que además era príncipe, hizo una interesante sugerencia en su tesis doctoral. Si las ondas podían comportarse como partículas, ¿no podrían también las partículas comportarse como ondas? Para probarlo propuso un experimento: usar partículas llamadas electrones y ver si podían superponerse y difractarse como las ondas.
Una idea central importantísima de la mecánica cuántica es que ondas y partículas no son opuestos, sino las dos caras de una realidad más compleja.

 

SEMANA2 SESIÓN 5	Física 2 UNIDAD 4: FENÓMENOS ONDULATORIOS MECÁNICOS
contenido temático	4.7 Ondas y partículas. 4.8 Síntesis del tema o una investigación bibliográfica sobre aplicaciones.

 

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Reconoce la importancia de los fenómenos ondulatorios en la sociedad. Diferencia el comportamiento de las ondas del de partículas. Procedimentales ·       Identificación  de la información e importancia de los fenómenos ondulatorios. ·       Presentación en equipo. Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Pandero, aserrín, bote de hoja de lata de  1 litro, dos tubos de cartón  longitud de 50 cm., reloj mecánico, dos vasos de plástico, hilo de cáñamo 2m., micrófono. Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electrónico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación de indagaciones bibliográficas del tema.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace su presentación de las preguntas: Preguntas ¿Qué es una onda? ¿Qué unidades se utilizan para medir las ondas? ¿Qué es una partícula? ¿Qué unidades se utilizan para medir las partículas? ¿Cuáles son ejemplos de ondas y partículas? ¿Cuál es la diferencia entre las ondas y las partículas? Equipo 5 1 4 2 6 3 Respuesta Consiste en una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo densidad, presión, o un campo magnético implicando un transporte de energia sin transporte de materia. El khz que equivale a 1000 hertz el Mhz que equivale a 1000000 hertz el Ghz que equivale a 1000000000 hertz Es un cuerpo dotado de masa y del que se hace una abstracción del tamaño y de la forma, pudiéndose considerar como un punto. Proton: Columb Neutrón: 0 Electron: su masa es 1836 veces menor con respecto a la del protón. Ondas: 1.a  Las señales de radio y televisión 2. Ondas de radio provenientes de la Galaxia 3. Microondas generadas en los hornos microondas, etc. Partículas: Fotón, electrón, protón y neutrón. Onda: se puede conocer su velocidad pero no tiene una posición exacta. Partícula: tiene una posición exacta pero no se puede conocer su velocidad. -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. -          FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: No olvidar foto del experimento 1.- Aserrín saltarín  Se dispone de dos panderos en uno de los cuales se ha colocado una pequeña cantidad de granos de azúcar o cualquiera otro elemento pequeño y liviano. El segundo pandero se coloca a una distancia por sobre el primer pandero y se hace vibrar, se puede observar como los pequeños granos de azúcar también vibran. Mostrando de esta forma la propagación de una onda acústica. 2.- Membrana vibrante  Se dispone de un tubo el cual tiene cerrado con papel uno de sus extremos. Al hablar por el otro extremo, se propaga una onda longitudinal acústica la cual hace vibrar la lámina de papel; esta vibración se detecta por la oscilación de una pequeña esferita colgada en el extremo. 3.- Reflexión del sonido  Se dispone de dos tubos largos de cartón. En los extremos superiores de uno de ellos se coloca un pequeño reloj. Al ubicar ambos tubos apoyados en el suelo formando una V, se puede oír el tic-tac del reloj en el extremo superior del otro tubo. 4.- Teléfono de juguete  Dos vasos plásticos unidos por un hilo largo atado a sus bases nos permiten percibir, al mantener tensado el hilo que los une, la transmisión de una onda sonora.                                          5.- Micrófono y P C  Al hablar se produce una onda sonora longitudinal la cual hace vibrar la membrana de un micrófono, esta vibración produce una corriente inducida que puede ser detectada por medio de una PC. 6.- Notas musicales y frecuencia. Utilización de diapasón Detectar la frecuencia  de cada nota con los  diapasones. Nota do re Mi Fa Sol La Si Frecuencia Hertz FASE DE CIERRE Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.  Elaborar el mapa de la síntesis del tema : Equipo1 Slide 1 Un tipo particular de movimiento: El movimiento ondula Slide 2 Activación de conocimientos previos ¿Qué observas? Slide 3 Los Tsunamis Los Tsunamis son una serie de ondas marinas de gran tamaño generadas por una perturbación en el océano, al ocurrir principalmente un movimiento sísmico superficial (< 60 Km de profundidad) bajo el fondo marino. Equipo 2 Slide 4 Características de los Tsunamis En mar abierto lejos de la costa, es un tren de olas de pequeña altura (del orden de centímetros a metros), que viajan a gran velocidad (casi a 1,000 kilómetros por hora) sin embargo, al llegar a costa y al haber menor profundidad, éstas disminuyen su velocidad pero aumentan en altura pudiendo causar gran destrucción y numerosas víctimas. Por tratarse de trenes de ondas marinas, se pueden caracterizar por su período, altura de onda, longitud de onda y velocidad de propagación, que son atributos comunes a ellas. Slide 5 Objetivos Definir lo que son las ondas Diferenciar entre ondas transversales y longitudinales Identificar los elementos que constituyen una onda Conocer las características de las ondas y su ecuación Efectuar cálculos Reconocer los fenómenos relacionados con las ondas Slide 6 TEMA A DESARROLLAR Un tipo particular de movimiento : El movimiento ondulatorio Ondas Transversales y Ondas Longitudinales Equipo 3 Slide 7 Estrategia de Enseñanza: Ondas transversales y longitudinales Si arrojamos una piedra a un estanque o a un recipiente grande con agua, podemos observar que en el lugar donde cayó la piedra se produce una serie de ONDAS en forma de anillos concéntricos, que se mueven como si se alejaran del sitio de origen. Slide 8 Ondas transversales Los cuerpos que flotan en el agua suben y bajan cuando pasa la onda, pero no viajan con ella. Cuando las partículas del medio en el cual se propaga la onda vibran en forma perpendicular a la dirección de propagación se dice que se efectúa un movimiento ondulatorio transversal. Slide 9 Ondas Longitudinales Si las partículas del medio vibran en forma paralela a la dirección de propagación de la onda, se dice que se efectúa un movimiento ondulatorio longitudinal Equipo 4 Slide 10 Elementos de una onda Cresta Amplitud Valle Nodo Elongación Slide 11 Características de las ondas y ecuaciones que las relacionan Longitud de onda.- Distancia entre dos crestas o dos valles. Se mide en m, cm, Km. Etc. Período (T).- Tiempo en que tarda un punto de la onda en efectuar una oscilación completa. Frecuencia (f).- Número de oscilaciones en una unidad de tiempo Se mide en Hertz (Hz= 1/s) La fórmula que las relaciona es: T= 1/f Esta fórmula implica que cuanto mayor sea la frecuencia, menor es el período de oscilación. Slide 12 Velocidad de propagación Para calcular la velocidad de propagación de una onda se utiliza la siguiente ecuación Equipo 5 Slide 13 El Sonido y sus propiedades Propagación de energía en un medio material a través de ondas longitudinales, que tarda en ser percibido por nuestro oído. Slide 14 Propiedades del Sonido Intensidad.- Nos permite percibir un sonido como fuerte o débil Slide 15 Propiedades del sonido Tono.- Propiedad que nos permite distinguir los sonidos graves de los sonidos agudos, y se debe a la frecuencia de vibración. A mayor frecuencia, más agudo es el sonido Equipo 6 Slide 16 Propiedades del sonido Timbre.- Está relacionada con la forma de la onda y permite distinguir los sonidos emitidos por diferentes instrumentos Slide 17 Estrategia de Aprendizaje y conclusiones del tema Realiza en tu cuaderno un Mapa conceptual del tema visto en clase Contestar las páginas 32, Desafío página 35, página 37 a 39. Práctica de Ondas: Hacer Burbujas y máquina de ondas Traer información (copy paste) de contaminación por ruido para elaborar un cuadro sinóptico de contaminación por ruido en equipos en el salón. ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES DEL TEMA Slide 18 Actividades de la práctica de ondas                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en su cuaderno o USB. Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el  programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

 

Recapitulación 2

Martes: El día martes se revisaron las indagaciones correspondientes a la semana 2 sobre las ondas. Después se realizó la primera práctica en vasos de precipitados llenos de agua a diferentes niveles. Luego con un diapasón, que fue golpeado por una pluma, se observaron las vibraciones que producía esto en el agua.

Jueves: el día jueves se vio como las ondas se producían al tocar un tambor, y así medir la frecuencia. Se comprobó que las ondas mecánicas no pueden viajar en el vacío porque necesita un medio.