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4.1.- Movimiento vibratorio armónico simple (MAS)
Un estudio detallado del movimiento armónico simple ( MAS ), lo podemos ver en el sitio digital de Ángel Franco García.
Así se calcula la constante elástica de un resorte por un procedimiento estático y por otro dinámico.
Un problema interesante es el de intentar pesar a un astronauta en órbita. ¿Cómo se hace? Mira aquí la solución.
4.2.- Movimiento ondulatorio. Ondas armónicas
Como introducción, es muy interesante esta charla de Richard Feynman sobre las ondas.
Las ondas, en la serie El Universo Mecánico.
Ondas longitudinales y trasversales:
-Resumen del movimiento ondulatorio.
Curioso efecto producido por un altavoz que emite sonidos de 24 Hz sobre un chorro de agua, que se graba con una cámara a 24 imàgenes cada segundo:
4.2.5.- Propiedades de las ondas. Ondas estacionarias
Para repasar la reflexión y la refracción, pulsa aquí.
Esta imagen de Chicago, tomada a 100 km de distancia, es, en realidad un espejismo.
Debido a la curvatura de la Tierra no deberían verse los edificios pero el aire caliente, en contacto con el agua del mar fría, refracta los rayos procedentes de la ciudad hacia abajo y nos permite observarlos.
Sobre interferencias y difracción, pulsa este enlace.
Cuando una onda coherente, como la luz emitida por una fuente láser, encuentra un orificio o un obstáculo de tamaño comparable a su longitud de onda (en torno a los 660 nm en el caso del láser rojo), cada punto alcanzado por la perturbación se convierte en un foco emisor de ondículas, de acuerdo con el principio de Huygens. Dichas ondículas, que alcanzan puntos después de recorrer distintos caminos, interfieren dando lugar a zonas de amplitud máxima (los anillos brillantes) , y otros, donde la interferencia es destructiva (los anillos oscuros).
La onda cambia de dirección y se produce un patrón de difracciòn como el que se presenta en la figura.
Ondas estacionarias en una cuerda: Es interesante ver las ondas en una cuerda en este vídeo de la Universidad de Alicante.
El puente de Tacoma se construyó, como aparece al principio de la película, en los años 30 del siglo pasado. El 7 de noviembre de 1940 soplaba un viento moderado de unos 68 km·h-1 en una dirección transversal al puente, que no parece demasiado elevada como para causar la destrucción de una estructura de acero y hormigón.
La comisión encargada de averiguar la causa del accidente, presidida por el ingeniero aeronáutico Theodore von Karman, uno de los mayores especialistas en Mecánica de Fluidos, llegó a la conclusión de que el puente debía haber vibrado a una frecuencia de 1 Hz, que coincidía con una de las frecuencias propias de vibración de la estructura. Cuando esto ocurre, un mínimo esfuerzo provoca grandes amplitudes de oscilación, como ocurre cuando balanceamos a un niño en un columpio: empujando solo un poco en el momento adecuado, conseguimos que la amplitud pendular sea muy grande. A este fenómeno se le denomina resonancia.
El tubo de Rubens es una aplicación de las ondas estacionarias que se forman dentro de un tubo provisto de orificios por donde puede salir gas.
La Física de las notas musicales.
4.3.- Ondas electromagnéticas. Espectro electromagnético
4.3.1.1.- Ondas electromagnéticas. Espectro electromagnético.
Las ondas electromagnéticas, las corrientes eléctricas, el vector de Poynting y el flujo de energía.
Espectro electromagnético de luz visible.
Todo el espectro electromagnético en una ilustración sencilla:
En este vídeo se muestra la formación de ondas electromagnéticas estacionarias en el interior de una uva y la formación de plasma.
Sobre la radiación infrarroja (IR), es muy interesante este artículo y el siguiente de la serie, donde se explica la tecnología de los detectores de IR:
El espectro visible de la luz y sus distintas bandas.
Sobre el rayo láser y sus aplicaciones, clicad aquí. En el siguiente vídeo se explica en unos minutos en qué consiste un rayo láser:
El Universo en distintas longitudes de onda. Clica aquí
¿Son peligrosas las ondas electromagnéticas?
¿Son peligrosas las ondas electromagnéticas?
Con frecuencia se escucha que las ondas electromagnéticas emitidas o recibidas por los artilugios electrónicos son malignas y pueden producir cáncer. Pues bien, el Instituto Nacional del Cáncer ha publicado una extensa información sobre este asunto, con el fin de disipar miedos irracionales que pueden anidar en personas con escasa formación científica.
Un asunto muy controvertido es el del influjo de las antenas de telefonía móvil sobre la salud. En este enlace podemos conocer la opinión del Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación. Además, nos va a permitir conocer a fondo toda la tecnología de las telecomunicaciones modernas. Sobre este mismo asunto trata el siguiente vídeo:
El canal de la Universidad de Granada publicó en marzo de 2021 un estudio sobre el impacto de las ondas electromagnéticas en la salud.
4.3.1.2.- Las ondas electromagnéticas y la corriente eléctrica.
4.3.2.- Naturaleza de la luz.
Pero, ¿qué es la luz?
Sobre las propiedades de los fotones, es interesante esta dirección.
Documental sobre la velocidad de la luz.
¿Por qué la velocidad de la luz es la que es y por qué es menor en los medios materiales? Una posible respuesta.
4.3.3.- Otros fenómenos luminosos: difracción, dispersión y polarización
Interferencia, difracción y polarización. Un resumen.
En la imagen, un arco iris sobre Vélez de Benaudalla (Granada).
4.3.3.1.-Dispersión de la luz.
El índice de refracción es una función de λ: cuanto mayor es la longitud de onda, menor es el índice de refracción. La figura siguiente representa el índice de refracción de los distintos colores.
¿Por qué el cielo es azul? La primera explicación es debida a John Tyndall, científico pionero de los más diversos campos, pero la más completa es la de Rayleigh, como podemos ver aquí. Pero, ¿por qué no es violeta o de cualquier otro color? La explicación la podemos ver en el siguiente vídeo:
4.3.3.2.- Polarizacón.
La luz ordinaria tiene su vector E oscilando en un plano aleatorio. Esta luz no está polarizada.
Los campos eléctricos de todas las radiaciones emitidas por la bombilla oscilan en todas las direcciones del espacio. Si hacemos pasar la luz a través de unas rendijas verticales (polarizador), solo pasarán aquellas ondas cuyo campo eléctrico oscile en la direcciòn vertica.
Para un cierto ángulo de incidencia, llamado ángulo de Brewster, el rayo reflejado y el refractado son perpendiculares. En este caso, el rayo reflejado está totalmente polarizado horizontalmente. Obsérvese, además, que el plano de oscilación del vector E, en el rayo incidente es perpendicular al plano de oscilación de dicho vector en el rayo reflejado.
Telefonía Móvil y Salud. Desmontando Mitos
En 2017 se presentó un análisis de 350 estudios que descartaban cualquier influjo de las ondas de telefonía móvil en la salud. En este artículo de El País se desmonta el mito de la electrosensibilidad comentando la experiencia de una científica húngara que demostró que la citada patología residía solo en la mente de las personas supuestamente sensibles a la radiaciones.
Para terminar el estudio de esta unidad, podéis hacer este examen de cuestiones de selección.
Physics in English:
1.- Simple harmonic motion. Hooke's law.
2.- Wave basics.
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