SEMANA 10

SEMANA10 SESIÓN 28	Física 2 2. Energía de las ondas.
contenido temático	• Espectro sonoro. • Espectro electromagnético.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Relacionará los intervalos de los espectros electromagnético y sonoro con su aplicación. N2. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones  bibliográficas. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación de la información recabad por la indagación bibliográfica.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace su presentación de las preguntas: Preguntas ¿Cuál es el rango de frecuencia del espectro sonoro? ¿Cuál es el rango de frecuencia del espectro electromagnético? ¿Cómo se generan las ondas electromagnéticas? ¿Cuál es la función de las ondas electromagnéticas? ¿Cuál es la relación frecuencia y energía en las ondas mecánicas? ¿Cuál es la relación frecuencia y energía en las ondas electromagnéticas? Equipo 4 2 3 5 1 6 Respuesta El oído humano solo puede oír las frecuencias comprendidas entre los 20 Hz y los 20.000 Hz o 20 kHz, siendo un oído sano sensible a dicho rango de frecuencias. No obstante, este margen varía según la persona, y se reduce con la edad. Las frecuencias más bajas pueden ser percibidas a través del tacto, cuando la amplitud del sonido crea una presión suficiente. 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 astrofísica Se genera una onda electromagnética cuando las cargas eléctricas son aceleradas. Podemos observar la luz emitida por una estrella, un sonido o percibir la electricidad. La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda): f= v/λ La energía del fotón es la energía transportada por un único fotón con una cierta longitud de onda y frecuencia electromagnética. A mayor frecuencia del fotón mayor es su energía. Y a más larga longitud de ondas de fotones, menor es su energía.     E= hc/ λ E= Energía h= constante de Plank c= velocidad de la luz λ= el fotón longitud de onda  En equipo los alumnos discuten y anotan sus respuestas: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. • Investigación cualitativa de. • Identificar el tipo de ondas que se utilizan para diagnosticar problemas en diferentes partes del cuerpo humano? FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: -          El Profesor solicita a los  equipos de trabajo  describan las fuentes de diferentes tipos de ondas electromagnéticas: Equipo 1 TEMA Rayos gamma Fuentes Radiación electromagnética muy penetrante, parecida a los rayos X pero de mayor longitud de onda, que se produce durante la desintegración de los núcleos de elementos radiactivos. 2 La luz La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor) ejemplo: foco o bombilla 3 Infrarrojos La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que 0 kelvin 4 Ondas de radio  Una onda de radio se origina cuando un electrón se estimula con una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia. Cuando la onda de radio actúa sobre la antena , induce en un movimiento de la carga eléctrica que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de información. 5 Ultravioleta Es la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nanómetros y 15 nanómetros 6 Rayos X Supernovas, estrellas de neutrones, tubos de gases que contiene a los electrodos. -          Los alumnos discuten y obtiene conclusiones. 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.                     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.                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.
	4.2 Parámetros que caracterizan el movimiento ondulatorio El movimiento ondulatorio aparece en casi todos los campos de la Física. Sin duda alguna, la noción más intuitiva que tenemos del movimiento ondulatorio está asociada con las ondas producidas por el viento o alguna otra perturbación sobre la superficie del agua. Oímos un foco sonoro por medio de las ondas (ondas sonoras) que se propagan en el aire o en cualquier otro medio material- y las vibraciones del propio foco (ejemplos: la cuerda de una guitarra, la columna de aire en un tubo sonoro, etc.) constituyen una onda denominada onda estacionaria. Muchas de las propiedades de la luz se explican satisfactoriamente por medio de una teoría ondulatoria, estando firmemente establecido hoy día que las ondas luminosas tienen la misma naturaleza que las radioondas, las radiaciones infrarrojas y ultravioletas, los rayos X y la radiación gamma. Uno de los progresos más importantes de la Física del siglo XX ha sido el descubrimiento de que toda la materia está dotada de propiedades ondulatorias (ondas de materia) y que, por ejemplo, un cristal difracta del mismo modo un haz de electrones que un haz de rayos X. 4.3 Magnitudes relativas a fenómenos ondulatorios.  Para describir con precisión un movimiento ondulatorio hay que determinar las siguientes magnitudes comunes a todos ellos: · Amplitud (A): Es la distancia máxima que puede separarse de su posición de equilibrio un punto que está realizando un movimiento vibratorio. Se mide en metros. · Elongación (x): Es la distancia que separa a un punto que está vibrando de su posición de equilibrio. Se mide en metros. · Fase: Se dice que dos partículas están en fase cuando se encuentran en el mismo estado de vibración. · Período (T): Es el tiempo que emplea en una oscilación o vibración completa. También se define como el tiempo que transcurre hasta que una partícula vuelve a estar en el mismo estado de vibración. Se mide en segundos. · Frecuencia (f): Es el número de oscilaciones completas que una partícula da en un segundo. Su unidad es el hertz o hertzio (Hz) que corresponde a una vibración cada segundo: 1Hz = 1 El período y la frecuencia son inversamente proporcionales: T = 1/f · Velocidad del movimiento ondulatorio (v): Es la velocidad con la que se propaga la onda. Se expresa como el cociente entre la longitud de onda y el período. 5.20 Campo electromagnético Los campos electromagnéticos son una combinación de campos de fuerza eléctricos y magnéticos invisibles. Tienen lugar tanto de forma natural como debido a la actividad humana. Los campos electromagnéticos naturales son, por ejemplo, el campo magnético estático de la tierra al que estamos continuamente expuestos, los campos eléctricos causados por cargas eléctricas presentes en las nubes, la electricidad estática que se produce cuando dos objetos se frotan entre sí o los campos eléctricos y magnéticos súbitos resultantes de los rayos. Los campos electromagnéticos de origen humano son, por ejemplo, generados por fuentes de frecuencia extremadamente baja (FEB) tales como las líneas eléctricas, el cableado y los electrodomésticos, así como por fuentes de frecuencia más elevada, tales como las ondas de radio y de televisión o, más recientemente, de teléfonos móviles y de sus antenas. 5.21 Ondas electromagnéticas: Propiedades Espectro electromagnético. Se denomina espectro electromagnético a todo el rango posible de radiación electromagnética. Esto incluye las ondas de radio, los infrarrojos, la luz, los ultravioletas, los rayos X, gamma, etc. En función de lo anterior, el espectro radioeléctrico o de Radio Frecuencia (RF) se refiere a la porción del espectro electromagnético en el cual las ondas electromagnéticas pueden generarse alimentando a una antena con corriente alterna. 5.22 Energía de ondas electromagnéticas Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía. Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse. Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos. Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual. 5.23    Importancia tecnológica de las ondas electromagnéticas. Las señales de radio y televisión,  las ondas de radio físicamente están constituidas por dos campos, un campo eléctrico y otro magnético y ambos están desfasados 90°. Para entender mejor esta idea podemos imaginar una antena vertical conectada al borne positivo de una pila y el borne negativo a tierra. Luego entre la antena y la tierra aparecerá un campo eléctrico fijo que tendrá la dirección en forma de campana alrededor de la antena y el sentido a tierra. 2.       Microondas generadas en los hornos microondas Lo que en realidad hace la radiación 2.4GHz usada en los microondas es la excitación del enlace O-H. Este enlace está presente principalmente en el agua, pero también en muchos otros compuestos. La facilidad para excitar este enlace es mayor si el H está relativamente "libre" sin puentes de Hidrogeno que lo "aten", esto sucede en el hielo y también en algunos hidrocarburos. Radiación Infrarroja proveniente de cuerpos a temperatura ambiente, la fuente primaria de la radiación infrarroja es el calor o radiación térmica. Cualquier objeto que tenga una temperatura mayor a cero absoluto, irradia ondas en la banda infrarroja.  La luz visible es una radiación comprendida dentro de una porción o sección del espectro electromagnético, que permite a los seres vivos ver los objetos que los rodean. Desde el punto de vista de la física, la luz se manifiesta como: -          Radiaciones de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias y longitudes. La radiación Ultravioleta proveniente del Sol, de la cual la crema anti solar nos protege la piel Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano, son producidos por electrones que saltan de órbitas internas en átomos pesados. Sus frecuencias van de 1'1·1017Hz a 1,1·1019Hz. Son peligrosos para la vida: una exposición prolongada produce cáncer.  La radiación Gama producida por núcleos radioactivos comprenden frecuencias mayores de 1·1019Hz. Se origina en los procesos de estabilización en el núcleo del átomo después de emisiones radiactivas. Su radiación es muy peligrosa para los seres vivos.